Filosofi Desain Sistem Bukti Eigen

Perspektif Eigen: Eigen Network berfokus pada pengiriman middleware dan jaringan peningkatan privasi ke pengembang full-stack. Oleh karena itu, masa depan pertama dari sistem pembuktian ideal kami harus menyediakan komputasi pembuktian sisi pengguna yang ramah privasi, yang berarti pembuktian harus murah (cocok untuk CPU) dan transparan. Kedua, semakin rendah biaya verifikasi pada blockchain Ethereum, semakin baik.

Analisis sistem pembuktian yang ada

Aritmetisasi: Aritmetisasi adalah proses mengubah pernyataan integritas komputasi (CI) menjadi bahasa Aljabar formal. Langkah ini memiliki dua tujuan: pertama, menyajikan pernyataan CI secara jelas dan ringkas; kedua, menyematkan pernyataan CI dalam domain aljabar untuk konversi polinomial terakhir adalah alas tidur. Saat ini, aritmetisasi Halo2 adalah yang paling matang. Itu telah menerapkan gerbang khusus dan tabel pencarian.

Gerbang Khusus: Gerbang khusus memungkinkan pengurangan yang signifikan dalam skala sirkuit (jumlah gerbang) dan meningkatkan fleksibilitas desain sirkuit. Dalam praktiknya, banyak operasi, seperti penjumlahan titik dan perkalian skalar pada kurva eliptik, dapat dibangun sebagai gerbang khusus.

Tabel Pencarian: untuk operasi yang umum digunakan, tabel pencarian dari kombinasi (input, output) yang sah; dan peribahasa berpendapat nilai saksi ada di tabel ini. Ini secara signifikan mengurangi gerbang sirkuit untuk fungsi hash sha256 atau keccak dengan biaya sedikit meningkatkan kompleksitas validasi. Untuk mengimplementasikan zkEVM, kita harus menggunakan tabel pencarian untuk mengimplementasikan fungsi baca dan tulis memori.

Sistem Pembuktian: pembuktian tanpa pengetahuan adalah metode di mana satu pihak (pembukti) dapat membuktikan kepada pihak lain (pemverifikasi) bahwa pernyataan yang diberikan benar sementara pembukti menghindari menyampaikan informasi tambahan apa pun selain fakta bahwa pernyataan itu benar. memang benar. Komitmen sangat penting dalam pembuktian tanpa pengetahuan. Saat ini, skema komitmen yang paling populer termasuk komitmen KZG, komitmen Merkle (atau deteksi tingkat rendah polinomial, FRI), dan komitmen produk dalam vektor (IPA).

Bukti tanpa pengetahuan rekursif dibagi menjadi dua lapisan: lapisan bawah dan atas. Lapisan bawah termasuk lapisan rekursi. Tujuan dari setiap lapisan adalah sebagai berikut: (1) Lapisan bawah: semakin cepat semakin baik; (2) Lapisan atas: semakin kecil ukuran bukti, semakin baik, dan semakin sedikit kompleksitas komputasi, semakin baik.

dari kertas Plonk: m = jumlah kabel, n = jumlah gerbang perkalian, a = jumlah gerbang penjumlahan, P = berpasangan, l = jumlah input pub.

(1) Menurut Tabel 1, kami fokus pada ukuran bukti parameter dan memverifikasi waktu. KZG adalah yang terbaik, IPA adalah yang kedua, dan FRI adalah yang terburuk. (2) Menurut Tabel 2, kami fokus pada ukuran bukti dan waktu verifikasi. Groth16 lebih unggul dari sistem pembuktian Plonk (komitmen Kate). Karena pengaturan sistem Groth16 tidak universal, maka tidak dapat digunakan secara langsung di zkVM atau zkEVM.

Selain zkVM sebagai lapisan aritmetisasi, untuk beberapa skenario, seperti DEX pribadi, zk KYC, atau bukti integritas data, yang tidak memerlukan zkVM, akhirnya kami memilih sistem bukti Plonk sebagai lapisan atas.

Jaringan Eigen juga memiliki beberapa pekerjaan sebelumnya untuk membangun bukti agregasi dan mengaktifkan akselerasi GPU (dan akan mendukung ffplonk untuk mengurangi biaya bahan bakar di masa mendatang).

(1) Menurut Tabel 2, pengaturan Groth16 tidak universal dan tidak mendukung ramah rekursi, jadi kami mengecualikannya. Sistem Plonk memiliki masalah yang sama. Jadi kami juga menolaknya. (2) FRI dan IPA sangat mudah di lapisan rekursif. Karena sistem FRI menggunakan teknik optimasi grup khusus, kecepatan pembuktiannya lebih cepat. Oleh karena itu, kami memilih sistem FRI di lapisan paling bawah.

Di sini kami sangat bersemangat untuk mengumumkan bahwa kami membangun pil-stark Rusty pertama (dari Polygon Hermez) , dan mendukung merkelisasi paralel dan FFT paralel.

Arsitektur sistem bukti Eigen ditunjukkan pada gambar 1.

Sistem pembuktian FRI berdasarkan bidang Goldilocks memiliki kecepatan pembuktian tercepat, yang membuat waktu pembuktian sistem tersingkat dan memberikan pengalaman terbaik kepada pengguna. Sistem Plonk memiliki ukuran bukti terkecil dan kompleksitas verifikasi terendah, yang membuat sistem tersebut memiliki gas penyimpanan terendah dan konsumsi gas verifikasi terendah. Oleh karena itu, sistem pembuktian Eigen menggabungkan keunggulan keduanya dan merupakan sistem pembuktian terbaik di bidang zk.

Saat ini, kami telah membuka sistem pembuktian di eigen-zkvm . Lihat readme, dan coba contoh Fibonacci.

Penutupan

Kami telah menyelesaikan MVP dari sistem bukti berlapis kami dan telah memigrasikan zkVM Hermez ke sistem bukti kami, contoh lengkapnya dapat dilihat di sini: zkVM pada Eigen Layered Proof System .

Tetapi beberapa tantangan baru muncul. Karena multi-layer menghadirkan banyak aritmetisasi, terutama saat membuktikan zkVM. Jadi bagaimana memparalelkan fase aritmetisasi adalah pekerjaan penting kita selanjutnya.