Nova: Sistem zk-SNARKs yang baru

Nova adalah sistem baru zero-knowledge proof yang dikembangkan oleh Microsoft, menggunakan Relaxed Rank-1 Constraint Systems ( Relaxed R1CS ) untuk meningkatkan efisiensi dan fleksibilitas bukti.

Keuntungan Nova

Keunggulan utama Nova terletak pada penggunaan teknologi R1CS yang dilonggarkan. Sistem R1CS tradisional membutuhkan banyak keacakan selama proses pembuktian, yang menyebabkan proses pembuatan dan verifikasi bukti menjadi kompleks dan memakan waktu. Nova, dengan menggunakan R1CS yang dilonggarkan, memungkinkan penggunaan keacakan yang lebih sedikit dalam pembuktian, secara signifikan meningkatkan efisiensi pembuktian.

Nova juga mendukung perhitungan inkremental, yang memungkinkan perhitungan fungsi kompleks secara bertahap, tanpa harus menghitung seluruh fungsi sekaligus. Ini sangat berguna saat menangani data berskala besar atau perhitungan yang kompleks. Selain itu, Nova juga mendukung perhitungan polinomial, yang dapat menangani tugas pembuktian yang lebih kompleks.

Kekurangan Nova

Meskipun Nova memiliki banyak kelebihan, tetapi juga ada beberapa kekurangan:

1. Karena menggunakan R1CS yang dilonggarkan, bukti Nova mungkin tidak sekuat sistem R1CS tradisional. R1CS yang dilonggarkan memungkinkan penggunaan lebih sedikit keacakan, yang mungkin mengurangi keamanan bukti. Namun, pengembang Nova telah mengambil langkah untuk mengatasi masalah ini, seperti menggunakan algoritma kriptografi yang lebih kuat dan strategi bukti yang lebih kompleks.

2. Implementasi Nova relatif kompleks, yang mungkin meningkatkan kesulitan penggunaan dan pemeliharaan. Nova menggunakan banyak teknik kriptografi tingkat lanjut, seperti perhitungan polinomial, operasi grup, dan oracle acak, yang memerlukan pemahaman mendalam tentang teknik-teknik ini untuk dapat menggunakan dan memodifikasi Nova secara efektif.

Pentingnya Nova di bidang zk-SNARKs

Nova memiliki posisi penting dalam bidang zk-SNARKs. Kehadirannya membuka jalan baru untuk perkembangan zk-SNARKs. Teknologi R1CS yang dilonggarkan yang digunakan oleh Nova membuat proses pembuatan dan verifikasi bukti menjadi lebih efisien, yang sangat penting untuk aplikasi zk-SNARKs skala besar. Selain itu, Nova juga mendukung komputasi inkremental dan komputasi polinomial, yang dapat menangani tugas bukti yang lebih kompleks, lebih lanjut memperluas jangkauan aplikasi zk-SNARKs.

Penjelasan Sumber Kode Nova

Struktur kode sumber utama Nova adalah sebagai berikut:

• src/bellperson/: Mengimplementasikan generasi R1CS( Rank-1 Constraint Systems).
• src/gadgets/: berisi alat untuk membangun bukti zk-SNARK.
• src/provider/: Berisi beberapa kode penyedia, seperti implementasi fungsi hash Keccak.
• src/spartan/: Berisi kode tentang protokol Spartan.
• src/traits/: Berisi beberapa trait Rust yang digunakan untuk mendefinisikan perilaku publik.

Fungsi dari modul dan file utama adalah sebagai berikut:

• bellperson/mod.rs: Mendefinisikan fungsi terkait generasi R1CS.
• bellperson/r1cs.rs: Mendefinisikan dua trait NovaWitness dan NovaShape, digunakan untuk mendapatkan instance R1CS, saksi, bentuk, dan kunci komitmen.
• bellperson/shape_cs.rs: Mendefinisikan struktur ShapeCS, digunakan untuk membuat sistem kendala bentuk R1CS.
• bellperson/solver.rs: Mendefinisikan struktur SatisfyingAssignment untuk membuat instance R1CS dan sistem pembatas saksi.
• circuit.rs: Mendefinisikan sirkuit yang ditingkatkan dalam protokol Nova, termasuk sirkuit langkah dan sirkuit verifikasi.
• constants.rs: Mendefinisikan beberapa konstanta, seperti jumlah bit tantangan, jumlah bit hash, dll.
• errors.rs: Mendefinisikan jenis kesalahan yang mungkin dikembalikan oleh perpustakaan Nova.
• nifs.rs: Menerapkan skema lipatan non-interaktif (NIFS).
• r1cs.rs: mendefinisikan tipe dan metode yang terkait dengan R1CS.
• spartan/math.rs: Mendefinisikan trait Math dan implementasinya untuk tipe usize, termasuk beberapa operasi matematika dasar.
• spartan/mod.rs: Mengimplementasikan RelaxedR1CSSNARKTrait menggunakan Spartan.
• spartan/polynomial.rs: Mendefinisikan tipe dasar dan operasi yang terkait dengan polinomial.
• spartan/sumcheck.rs: Mengimplementasikan algoritma Sumcheck dalam protokol Spartan.
• traits/circuit.rs: Mendefinisikan karakteristik StepCircuit, digunakan untuk fungsi langkah perhitungan inkremental.
• traits/commitment.rs: Mendefinisikan karakteristik yang terkait dengan komitmen ( commitment ).
• traits/evaluation.rs: Mendefinisikan trait EvaluationEngineTrait, digunakan untuk mesin evaluasi polinomial.
• traits/mod.rs: Mendefinisikan beberapa sifat untuk operasi kriptografi.
• traits/snark.rs: Mendefinisikan trait RelaxedR1CSSNARKTrait, digunakan untuk zk-SNARKs yang ringkas dan non-interaktif (.

Sumber kode Nova mengimplementasikan sistem bukti pengetahuan nol yang lengkap, termasuk pembuatan R1CS, pembangunan sistem kendala, perhitungan polinomial, skema komitmen, mesin evaluasi, dan beberapa modul lainnya. Modul-modul ini bekerja sama untuk mencapai fungsi pembuatan dan verifikasi bukti pengetahuan nol yang efisien.