NBS:“一流VC”搞開發：a16z crypto的兩個SNARK工具

作者：Arrow@go2mars，來源：作者推特@ArrowCrypto_eth

最近在看一些海外加密基金對Crypto生態的拓展和創新。今天就來看看本月A16Z Crypto新推出的兩個SNARK工具。盡量只聊什么東西可以解決什么問題。 

談到SNARK那就先聊一聊zkSNARKs吧，實際上今天聊的話題中這是兩個不同的方面。 

既然從zkSNARKs開始聊起，零知識的基本原理證明就不再贅述，這項技術具有完備性，正確性和零知識性三個特點，可以實現即證明了結論又不需要透露任何細節。同時，在同態加密的背景下，驗證難度要遠遠低于生成證明難度。 

我們之前在聊Layer2的時候其實提到過ZK，比如Zk-Rollup，作為一種有效證明機制為以太坊的擴容提出了新的方案。之前大家忙著擼空投做交互的zkSync，其核心即使用ZK將多個操作包到一個證明里，在鏈下完成大多數計算工作。

火鏈科技CEO袁煜明：區塊鏈可為“一帶一路”建設發揮互聯互通作用:4月21日，海南火鏈科技有限公司CEO袁煜明在博鰲亞洲論壇2021年年會“打造安全可控的產業鏈供應鏈”分論壇上表示，區塊鏈技術可有效降低多方協作的信任門檻，搭建協同發展的產業鏈與生態圈，為“一帶一路”建設發揮互聯互通作用。（上證報）[2021/4/21 20:44:55]

zkSNARKs——零知識證明應用最廣泛的技術

zk-SNARK，即“Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge”，即零知識簡明非交互式知識證明。 

特性是①證明某個陳述為真但不揭露任何其他信息；②證明大小很小且易于驗證；③無交互。 

動態 | 吉宏股份：將在“一物一碼+區塊鏈1.0”基礎上發布升級版:吉宏股份（002803.SZ）在深交所-互動易上回答投資者提問時表示，公司主要以客戶需求為導向，建立基于區塊鏈底層技術的供應鏈及防偽溯源管理系統。公司區塊鏈相關業務正逐步推進，近期將在自研“一物一碼+區塊鏈1.0”基礎上發布升級版2.0系統。[2020/2/25]

實際上，這兩種ZKP的主要類型：交互式ZKP和非交互式ZKP都是證明者（prover）和驗證者（verifier）之間進行的過程，只是證明的交互流程不同。 

以Schnorr協議為例，交互式需要verifier生成一個隨機數，而非交互式中則不需要這樣的角色，prover可以自行生成證明給所有人驗證。

zkSNARKs的大概原理是：

金色實力派 | 絲路集團：“一帶一路”上的區塊鏈戰略布局:當下區塊鏈與實體經濟相結合已成為不可阻擋的時代大潮，金色財經推出“區塊鏈+產業新模式”系列訪談“實力派”，對話走在區塊鏈+最前端的明星企業和集團。1月17日13:00，對話絲路集團、微觀科技，一起來看看在“一帶一路”上的區塊鏈戰略布局，詳情可查看原文鏈接。[2020/1/17]

“一流VC”搞開發：a16z crypto的兩個SNARK工具

終于來到我們今天的話題了，也就是8月10號a16z crypto推出的兩個SNARK工具——Lasso 和 Jolt。

SNARK（簡潔的非交互式知識證明）作為一種加密協議：允許任何人向不信任的驗證者，進行證明其知道滿足某些屬性的見證。 

 尤其是現在的應用是Layer2進行匯總，并向Layer1證明Layer2知道授權一系列交易的數字簽名。這樣就可以實現簽名本身并不需要由Layer1進行存儲和驗證，也就更有利于擴容。

聲音 | 巴曙松：區塊鏈等技術將提高“一帶一路”沿線業務的效力:據新浪財經消息，首屆中新（重慶）戰略性互聯互通示范項目金融峰會今日在重慶舉行。中國銀行業協會首席經濟學家，北京大學匯豐金融研究院執行院長巴曙松在演講中表示，金融科技正在迅速改變金融業現在的商業模式和業態，有條件應用區塊鏈技術、應用相應的技術，在“一帶一路”沿線的結算、各種業務過程中提升效力來控制風險。[2018/11/2]

SNARK背景

由于許多區塊鏈節點驗證并記錄每筆交易，因此在區塊鏈上運行計算非常昂貴。為了避免更高的交易成本，開發人員通常會執行最低限度的鏈上計算來啟用他們的應用程序。

SNARK在擴展區塊鏈方面就發揮著核心作用：使應用程序能夠在鏈下創建昂貴的計算收據，并且只承擔在鏈上驗證收據的成本。 

其中的“簡潔”意味著這些收據很短。與重新計算每筆交易相比，可以用更少的工作量進行驗證。

問題

但實際上，SNARK的計算成本也很高，而且難以審計。驗證者需要被迫承擔高度并行化的額外工作。 

性能更高的SNARK可以加速Layer2，也可以允許構建者解鎖尚未設想的應用程序。

所以A16Z Crypto引入了兩種新的技術：

①Lasso，一種新的查找參數，可以顯著降低證明者成本； 

②Jolt，使用Lasso技術，為zkVM和更普遍的前端設計提供了一個設計SNARK的新框架。

這兩個工具共同提高了SNARK設計的性能、開發人員體驗和可審計性，加快促近了Web3中的生態構建。

目前對Lasso的初始實現，已經證明：其比流行的SNARK工具鏈 halo2中的查找參數加速了超過10倍。根據A16Z Crypto預計，當Lasso代碼庫完全優化時，速度會提高約40倍，同時Jolt在Lasso之上也會包含額外的創新。

查找參數（lookup argument）

查找參數（lookup argument）是SNARK 設計中的一個關鍵工具，該協議允許不受信任的證明者以加密方式提交到大型向量，然后證明向量的每個條目都包含在某個預定表中。 

SNARK后端讓驗證者對電路中每個門的值進行加密承諾。然后，證明者要證明：其所提交的值，確實可以對應于驗證者檢查程序的正確執行。 

目前，開發人員部署SNARK還是通過：用特殊的領域特定語言（將程序編譯為多項式約束）編寫程序或直接手動編碼約束。 

但這樣耗費人力物力，還經常有安全漏洞。Lasso 和 Jolt 就是來解決這三個問題的：性能、開發人員體驗和可審計性。

這就是二者所能實現的功能。

簡而言之：Lasso 引入了一種簡化的 zkVM 方法，通過對大量結構化表執行查找來避免繁瑣的手動優化電路，浪費更少； 

基于 Jolt 的虛擬機簡單、快速且易于審核。 

并且共同允許SNARK用于現有的流行編程語言，而不僅僅是那些為任務而設計的語言。

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