libsnark 核心是什么
libsnark 是一个 C++ 库,它提供了一套用于构建和验证简洁非交互式知识论证(Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge,简称 SNARKs)的算法和工具。
简单来说,SNARKs 是一种强大的加密技术,它允许证明者(prover)向验证者(verifier)证明某个陈述是真实的,而无需向验证者透露任何敏感信息。这个证明过程非常高效:证明本身很小,验证速度极快,而且验证者不需要与证明者进行交互
libsnark 的核心功能
libsnark 的核心在于它实现了多种零知识证明方案。这些方案可以分为几个主要部分:
1. 算术化
这是将一个计算问题转换为一个数学可证明形式的第一步。libsnark 主要使用了两种方法:
- QAP (Quadratic Arithmetic Programs):将一个计算问题(如一个程序或电路)转换为一个二次算术程序。这是最经典的 SNARK 方案之一,被用于 Zcash 的第一代版本
- R1CS (Rank-1 Constraint Systems):这是一种更基础的算术化形式,它将问题表示为一系列线性方程组。libsnark 支持将 QAP 转换为 R1CS,并提供了相应的工具
2. 多项式承诺
在 SNARKs 中,证明者需要证明一个多项式满足某些性质,而无需透露整个多项式。libsnark 提供了多种多项式承诺方案,例如基于配对曲线(Pairing-based Elliptic Curves)的方案,这些方案是高效且安全的
3. zk-SNARK 协议实现
libsnark 实现了完整的 zk-SNARK 协议,包括:
- 可信设置(Trusted Setup):这是 SNARKs 的一个重要步骤,需要生成一个公共的参数集合。libsnark 提供了生成和验证这些参数的工具
- 证明生成(Proof Generation):通过这个过程,证明者可以生成一个简洁的零知识证明
- 证明验证(Proof Verification):验证者可以使用公共参数和证明,快速验证陈述的真实性
4. 密码学原语
libsnark 依赖于强大的密码学原语,例如:
- 配对友好的椭圆曲线(Pairing-friendly Elliptic Curves):例如 BN254、BLS12-381 等。这些曲线是实现高效零知识证明的基础
- 哈希函数:用于数据完整性检查