Nova: новая эффективная система zk-SNARKs

Nova является новой системой нулевых знаний, разработанной Microsoft, которая использует технологию расслабленных ранг-1 ограничительных систем (Relaxed Rank-1 Constraint Systems, Relaxed R1CS) для повышения эффективности и гибкости доказательства.

Преимущества Nova

Основное преимущество Nova заключается в использовании расслабленной технологии R1CS. Традиционные системы R1CS требуют большого количества случайности в процессе доказательства, что делает процесс генерации и проверки доказательства сложным и времязатратным. Nova, используя расслабленный R1CS, позволяет использовать меньше случайности в доказательствах, значительно повышая эффективность доказательства.

Nova также поддерживает инкрементальные вычисления, позволяя постепенно вычислять сложные функции, а не вычислять всю функцию за один раз. Это очень полезно при работе с большими объемами данных или выполнении сложных вычислений. Кроме того, Nova поддерживает полиномиальные вычисления, что позволяет обрабатывать более сложные задачи доказательства.

Недостатки Nova

У Nova также есть некоторые недостатки. Во-первых, из-за использования ослабленных R1CS, ее доказательства могут быть не такими сильными, как у традиционных систем R1CS. Ослабленные R1CS позволяют использовать меньше случайности, что может снизить безопасность доказательства. Тем не менее, разработчики Nova приняли меры для решения этой проблемы, такие как использование более мощных криптографических алгоритмов и более сложных стратегий доказательства.

Во-вторых, реализация Nova относительно сложна, что может повысить трудности с использованием и обслуживанием. Nova использует множество передовых криптографических технологий, таких как вычисление многочленов, операции над группами и случайные оракулы, и для эффективного использования и изменения Nova требуется глубокое понимание этих технологий.

Позиция Nova в области zk-SNARKs

Nova занимает важное место в области zk-SNARKs. Его появление открыло новый путь для развития zk-SNARKs. Применяемая Nova технология расслабленного R1CS делает генерацию и проверку доказательств более эффективными, что имеет решающее значение для масштабных приложений zk-SNARKs. Кроме того, Nova поддерживает инкрементальные вычисления и полиномиальные вычисления, что позволяет обрабатывать более сложные задачи доказательства и进一步 расширяет область применения zk-SNARKs.

Анализ исходного кода Nova

Исходный код Nova в основном включает в себя следующие важные модули:

• bellperson: реализовал функции, связанные с R1CS (Rank-1 Constraint Systems).
• gadgets：включает инструменты для создания zk-SNARKs доказательств.
• provider：Содержит код некоторых провайдеров, таких как реализация функции хеширования Keccak.
• spartan：содержит реализацию протокола Spartan.
• traits: определены некоторые общие поведения Rust traits.

Основная реализация Nova включает в себя:

• Определение и реализация R1CS и расслабленного R1CS
• Полиномиальные вычисления и оценка
• Алгоритм Sumcheck
• Непересекаемые схемы сворачивания (NIFS)
• Многочленный договор на основе IPA

Эти модули и реализации составляют основу эффективной системы zk-SNARKs Nova.