Nova: нова високоефективна система zk-SNARKs

Nova - це нова система zk-SNARKs, розроблена Microsoft, яка використовує технологію розслаблених рангових обмежень (Relaxed Rank-1 Constraint Systems, Relaxed R1CS) для підвищення ефективності та гнучкості доказів.

Переваги Nova

Основна перевага Nova полягає в використанні розслабленої технології R1CS. Традиційні системи R1CS потребують великої кількості випадковості в процесі доказування, що ускладнює та уповільнює процес генерації та перевірки доказів. Nova, використовуючи розслаблену R1CS, дозволяє використовувати менше випадковості в доказах, що значно підвищує ефективність доказування.

Nova також підтримує інкрементальні обчислення, що дозволяє поетапно обчислювати складні функції, а не обчислювати всю функцію одноразово. Це дуже корисно при обробці великих обсягів даних або виконанні складних обчислень. Крім того, Nova підтримує поліноміальні обчислення, що дозволяє обробляти більш складні завдання доведення.

Недоліки Nova

У Nova також є деякі недоліки. По-перше, через використання розслаблених R1CS, її докази можуть бути не такими потужними, як у традиційних системах R1CS. Розслаблені R1CS дозволяють використовувати менше випадковості, що може знизити безпеку доказу. Проте, розробники Nova вжили заходів для вирішення цієї проблеми, такі як використання більш потужних криптографічних алгоритмів та більш складних стратегій доказу.

По-друге, реалізація Nova є відносно складною, що може ускладнити використання та обслуговування. Nova використовує багато передових криптографічних технологій, таких як полігональні обчислення, групові операції та випадкові провісники, що вимагає глибокого розуміння цих технологій для ефективного використання та модифікації Nova.

Позиція Nova в сфері zk-SNARKs

Nova займає важливу позицію в галузі zk-SNARKs. Її поява відкрила нові шляхи для розвитку zk-SNARKs. Технологія ослабленого R1CS, яку використовує Nova, робить генерацію та перевірку доказів більш ефективними, що є вкрай важливим для масштабних застосувань zk-SNARKs. Крім того, Nova підтримує інкрементальні обчислення та поліноміальні обчислення, здатна виконувати більш складні завдання доказування, що ще більше розширює сферу застосування zk-SNARKs.

Розбір коду Nova

Джерельний код Nova в основному містить кілька важливих модулів:

• bellperson: реалізував функціонал, пов'язаний з R1CS (Rank-1 Constraint Systems).
• gadgets: містить інструменти для побудови zk-SNARKs доказів.
• provider：містить деякі кодові фрагменти постачальників, такі як реалізація функції хешування Keccak.
• spartan：включає реалізацію протоколу Spartan.
• traits: визначає деякі загальні поведінкові traits Rust.

Ядро реалізації Nova включає:

• Визначення та реалізація R1CS та розслабленого R1CS
• Обчислення і оцінка многочленів
• Алгоритм Sumcheck
• Неінтерактивна схема згортання (NIFS)
• Багаточленні зобов'язання на основі IPA

Ці модулі та реалізації разом складають основу ефективної системи нульових доказів Nova.