Nova: Yeni Nesil zk-SNARKs Sistemi

Nova, Microsoft tarafından geliştirilen yeni bir zk-SNARKs sistemidir. Bu sistem, ispatların verimliliğini ve esnekliğini artırmak için ( Relaxed Rank-1 Constraint Systems, Relaxed R1CS) teknolojisini kullanmaktadır.

Nova'nın Avantajları

Nova'nın ana avantajı, gevşek R1CS teknolojisini kullanmasıdır. Geleneksel R1CS sistemleri, kanıtlama sürecinde büyük miktarda rastgelelik kullanmayı gerektirir, bu da kanıt üretim ve doğrulama sürecinin karmaşık ve zaman alıcı olmasına yol açar. Nova, gevşek R1CS kullanarak, kanıtlama sürecinde daha az rastgelelik kullanılmasına izin verir ve böylece kanıt verimliliğini büyük ölçüde artırır.

Nova ayrıca artımlı hesaplamayı destekler, karmaşık fonksiyonları adım adım hesaplamaya olanak tanır, böylece tüm fonksiyonu bir seferde hesaplamak zorunda kalmazsınız. Bu, büyük ölçekli veriler veya karmaşık hesaplamalarla çalışırken son derece faydalıdır. Ayrıca, Nova polinom hesaplamayı da destekler, daha karmaşık kanıt görevlerini işleyebilir.

Nova'nın Dezavantajları

Nova'nın birçok avantajı olmasına rağmen, bazı dezavantajları da vardır:

1. Gevşek R1CS kullanımı nedeniyle, Nova'nın kanıtı geleneksel R1CS sistemleri kadar güçlü olmayabilir. Gevşek R1CS, daha az rastgelelik kullanılmasına izin verir, bu da kanıt güvenliğini azaltabilir. Ancak, Nova'nın geliştiricileri bu sorunu çözmek için daha güçlü kriptografik algoritmalar ve daha karmaşık kanıt stratejileri kullanmak gibi önlemler almıştır.

2. Nova'nın uygulanması görece karmaşık olup, kullanım ve bakım zorluğunu artırabilir. Nova, etkili bir şekilde kullanılabilmesi ve değiştirilmesi için bu teknolojilerin derinlemesine anlaşılmasını gerektiren çok sayıda ileri düzey kriptografi tekniği kullanmaktadır, örneğin çok terimli hesaplama, grup işlemleri ve rastgele kehanetçi gibi.

Nova'nın zk-SNARKs alanındaki önemi

Nova, zk-SNARKs alanında önemli bir konuma sahiptir. Ortaya çıkışı, zk-SNARKs'ın gelişimine yeni yollar açmıştır. Nova'nın uyguladığı gevşek R1CS teknolojisi, kanıtların oluşturulması ve doğrulanması sürecini daha verimli hale getirir; bu, büyük ölçekli zk-SNARKs uygulamaları için kritik öneme sahiptir. Ayrıca, Nova artımlı hesaplama ve çok terimli hesaplamayı destekler, daha karmaşık kanıt görevlerini işleyebilir ve zk-SNARKs'ın uygulama alanını daha da genişletebilir.

Nova'nın kaynak kodu analizi

Nova'nın ana kaynak kodu yapısı aşağıdaki gibidir:

• src/bellperson/: R1CS( Sıralı Kısıt Sistemlerinin) oluşturulmasını sağladı.
• src/gadgets/: zk-SNARK kanıtları oluşturmak için araçları içerir.
• src/provider/: Bazı sağlayıcıların kodlarını içerir, örneğin Keccak hash fonksiyonunun implementasyonu.
• src/spartan/: Spartan protokolü hakkında kodları içerir.
• src/traits/: Bazı Rust trait'lerini içerir, ortak davranışları tanımlamak için kullanılır.

Ana modüllerin ve dosyaların işlevleri aşağıdaki gibidir:

• bellperson/mod.rs: R1CS'nin oluşturulmasıyla ilgili işlevleri tanımlar.
• bellperson/r1cs.rs: R1CS örneği, tanık, şekil ve taahhüt anahtarlarını elde etmek için NovaWitness ve NovaShape adlı iki trait tanımlar.
• bellperson/shape_cs.rs: R1CS şekil kısıtlama sistemi oluşturmak için ShapeCS yapısını tanımlar.
• bellperson/solver.rs: SatisfyingAssignment yapısını tanımlar, bu yapı R1CS örneklerini ve tanığın kısıtlama sistemini oluşturmak için kullanılır.
• circuit.rs: Nova protokolündeki geliştirilmiş devreyi tanımlar, adım devresi ve doğrulayıcı devreyi içerir.
• constants.rs: Bazı sabitleri tanımlar, örneğin meydan okuma bit sayısı, hash bit sayısı vb.
• errors.rs: Nova kütüphanesinin döndürebileceği hata türlerini tanımlar.
• nifs.rs: (NIFS) için etkileşimsiz katlama çözümünü gerçekleştirdi.
• r1cs.rs: R1CS ile ilgili türleri ve yöntemleri tanımlar.
• spartan/math.rs: Math özelliğini ve usize türü için uygulamasını tanımlar, bazı temel matematik işlemlerini içerir.
• spartan/mod.rs: Spartan'ın RelaxedR1CSSNARKTrait'ini kullanma işlemini gerçekleştirdi.
• spartan/polynomial.rs: Çok terimle ilgili temel türleri ve işlemleri tanımlar.
• spartan/sumcheck.rs: Spartan protokolündeki Sumcheck algoritmasını uyguladı.
• traits/circuit.rs: StepCircuit niteliğini tanımlar, artımlı hesaplama için adım fonksiyonunu kullanır.
• traits/commitment.rs: ( ile ilgili özellikleri tanımlar.
• traits/evaluation.rs: EvaluationEngineTrait özelliğini tanımlar, çok terimli değerlendirme motoru için.
• traits/mod.rs: Kriptografik işlemler için bazı özellikleri tanımlar.
• traits/snark.rs: RelaxedR1CSSNARKTrait özelliğini tanımlar, zk-SNARKs için sıfır bilgi kısa etkileşimsiz kanıt ) zkSNARK (.

Nova'nın kaynak kodu, R1CS'nin oluşturulması, kısıtlama sisteminin inşası, çok terimli hesaplama, taahhüt şeması, değerlendirme motoru gibi bir dizi modülü içeren tam bir zk-SNARKs sistemi uygulamaktadır. Bu modüller birlikte çalışarak, verimli zk-SNARKs oluşturma ve doğrulama işlevselliği sağlamaktadır.