블록 체인의 Zksnark 회로는 어떻게 설계됩니까?

블록 체인에 Zksnark 회로를 설계하려면 문제를 정의하고, 산술 회로 구성, QAP로 변환하고, CRS 생성, 증명을 작성하고 검증하며, 효율성 및 보안을 최적화하는 것이 포함됩니다.

2025/04/12 15:01

블록 체인에 zksnark 회로를 설계하려면 몇 가지 복잡한 단계와 고려 사항이 포함됩니다. ZKSNARKS 또는 제로 지식 간결한 간결하지 않은 지식 논증은 한 당사자가 진술 자체의 타당성을 넘어서는 정보를 공개하지 않고 진술이 사실임을 다른 당사자에게 증명할 수있는 암호화 프로토콜입니다. 블록 체인의 맥락에서 이러한 회로는 개인 정보 및 효율성을 향상시키는 데 사용됩니다. 그러한 회로를 설계하는 과정을 탐구합시다.

Zksnarks의 기본 사항을 이해합니다

Zksnark 회로의 디자인에 뛰어 들기 전에 기초 개념을 이해하는 것이 중요합니다. ZKSNARKS는 주요 생성 , 입증 및 검증의 세 가지 알고리즘으로 구성됩니다. 주요 생성 알고리즘은 공통 참조 문자열 (CRS)을 생성하며,이 증명서를 확인하기 위해 속도와 검증자가 사용하는 공통 참조 문자열 (CRS)을 생성합니다. 증명 알고리즘은 진술과 증인을 취하고 증거를 출력합니다. 검증 알고리즘은 CRS를 사용하여 명세서에 대한 증거를 확인합니다.

문제 설명 정의

Zksnark 회로 설계의 첫 번째 단계는 문제 문을 명확하게 정의하는 것입니다. 여기에는 무엇이 입증되어야하는지, 어떤 정보가 비공개로 유지되어야하는지 식별하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 블록 체인 컨텍스트에서 발신자, 수신자 또는 거래 금액을 공개하지 않고 트랜잭션이 유효 함을 증명할 수 있습니다. 회로를 정확하게 구성 할 수 있도록 문제 설명은 잘 정의되고 구체적이어야합니다 .

산술 회로 구성

문제 설명이 명확 해지면 다음 단계는 입증 될 계산을 나타내는 산술 회로를 구성하는 것입니다. 산술 회로는 노드가 작동 (예 : 첨가, 곱셈 및 상수)을 나타내는 지시 된 비시 클릭 그래프이며, 가장자리는 데이터의 흐름을 나타냅니다. 회로의 각 게이트는 계산의 특정 작업에 해당하도록 설계되어야합니다 .

• 계산을 더 작고 관리하기 쉬운 부품으로 분류하여 시작하십시오.
• 각 부분을 일련의 게이트와 와이어로 표시하십시오.
• 회로가 입력에서 출력까지 전체 계산을 올바르게 모델링하십시오.

2 차 산술 프로그램으로 변환 (QAP)

산술 회로를 구성한 후에는 2 차 산술 프로그램 (QAP) 으로 변환해야합니다. QAP는 회로의 제약을 나타내는 일련의 다항식입니다. 이 전환은 zksnarks가 다항식 약속을 운영하기 때문에 중요합니다.

• 산술 회로의 제약을 식별하십시오.
• 이러한 제약을 2 차 방정식 시스템으로 변환하십시오.
• 다항식 보간을 사용하여 방정식 시스템을 QAP로 변환하십시오.

공통 참조 문자열 생성 (CRS)

다음 단계는 CRS (Common Reference String)을 생성하는 것인데, 이는 입증 및 검증에 사용됩니다. CRS는 ZKSNARK 프로토콜의 주요 생성 알고리즘을 사용하여 작성됩니다. 이 단계에는 임의의 값을 생성하고 다항식에 커밋하는 것이 포함됩니다 .

• 신뢰할 수있는 설정을 사용하여 랜덤 값을 생성하십시오.
• 이러한 값을 다항식에 커밋하여 CR을 생성하십시오.
• CRS가 관련된 모든 당사자에게 안전하게 분배되어 있는지 확인하십시오.

증거 만들기

QAP와 CRS가 제자리에 설치되면, 잠거기는 이제 증거를 생성 할 수 있습니다. 잠언은 증인 (개인 입력)과 대중의 의견을 받아 증거를 계산하기 위해 사용합니다. 여기에는 증인 및 CR을 사용하여 QAP의 다항식을 평가하는 것이 포함됩니다 .

• 증인과 함께 QAP의 다항식을 평가하십시오.
• CRS를 사용하여 이러한 평가에 전념하십시오.
• 커밋 된 값을 사용하여 최종 증거를 생성하십시오.

증거 확인

ZKSNARK 프로세스의 마지막 단계는 검증입니다. 검증자는 공개 입력, 증거 및 CRS를 사용하여 증거의 유효성을 확인합니다. 검증 프로세스는 효율적으로 설계되었으며 증인에 대한 지식없이 수행 할 수 있습니다 .

• 검증 다항식을 평가하기 위해 공개 입력과 증거를 사용하십시오.
• 평가가 CRS의 커밋 된 값과 일치하는지 확인하십시오.
• 수표가 통과되면 증명이 유효한 것으로 간주됩니다.

블록 체인에 회로를 구현합니다

블록 체인에서 Zksnark 회로를 구현하려면 회로를 블록 체인의 프로토콜에 통합하는 것이 포함됩니다. 이를 위해서는 ZKSNARK 검증 프로세스를 포함하도록 블록 체인의 합의 메커니즘을 수정해야합니다. 구현은 블록 체인의 보안 또는 성능을 손상시키지 않도록 신중하게 설계되어야합니다 .

• zksnark 검증을 포함하도록 블록 체인의 프로토콜을 수정하십시오.
• 검증 프로세스가 블록 체인의 기존 작업과 완벽하게 통합되어 있는지 확인하십시오.
• 구현을 철저히 테스트하여 정확성과 효율성을 보장하십시오.

회로 최적화

Zksnark 회로를 최적화하는 것은 블록 체인의 실용성을 보장하는 데 중요합니다. 최적화에는 회로의 크기를 줄이고 입증 및 검증 프로세스의 효율성을 향상시킵니다 .

• 산술 회로에서 게이트와 전선의 수를 최소화하십시오.
• 다항식 약정 체계와 같은 고급 기술을 사용하여 증명의 크기를 줄입니다.
• 일괄 기술을 구현하여 단일 작업에서 여러 증거를 확인하십시오.

보안 및 개인 정보 보호 보장

Zksnark 회로의 보안 및 개인 정보를 보장하는 것이 가장 중요합니다. 회로는 잠재적 인 공격 및 취약성을 방지하도록 설계되어야합니다 .

• 잠재적 인 취약점을 식별하고 완화하기 위해 철저한 보안 감사를 수행하십시오.
• 신뢰할 수있는 설정 프로세스가 안전하고 CRS가 손상되지 않도록하십시오.
• 증인의 프라이버시를 보호하고 정보 유출을 방지하기위한 조치를 구현하십시오.

자주 묻는 질문

Q : Zksnark 회로는 블록 체인의 계산에 사용할 수 있습니까?

A : ZKSNARK 회로는 모든 유형의 계산에 이론적으로 사용될 수 있지만 산술 회로로 효율적으로 표현할 수있는 계산에는 가장 실용적입니다. 복잡한 계산으로 인해 큰 회로가 발생할 수있어 블록 체인에서 구현하고 확인하기가 어려울 수 있습니다.

Q : 신뢰할 수있는 설정 프로세스가 Zksnarks의 보안에 어떤 영향을 미칩니 까?

A : 신뢰할 수있는 설정 프로세스는 ZKSNARKS의 보안에 중요합니다. 설정에 사용 된 임의의 값이 손상되면 공격자가 증거를 위조 할 수 있습니다. 따라서 단일 엔티티가 설정을 타협 할 수 없도록 여러 당사자를 포함하여 안전하고 투명한 방식으로 설정을 수행하는 것이 필수적입니다.

Q : 블록 체인에서 ZKSNARK 회로를 구현할 때 가장 중요한 과제는 무엇입니까?

A : 주요 과제에는 증거 생성 및 검증의 계산 복잡성, 안전한 신뢰할 수있는 설정의 필요성, 검증 프로세스를 블록 체인의 합의 메커니즘에 통합하는 것이 포함됩니다. 또한, 크기를 줄이고 효율성을 향상시키기 위해 회로를 최적화하는 것은 중요한 과제입니다.

Q : Zksnarks는 Zkstarks와 같은 다른 제로 지식 증거 시스템과 어떻게 비교됩니까?

A : ZKSNARKS 및 ZKSTARKS는 모두 지식 증명 시스템이지만 특성이 다릅니다. ZKSNARKS에는 신뢰할 수있는 설정이 필요하지만 더 작은 증거 크기와 더 빠른 확인 시간을 제공합니다. 반면에 Zkstarks는 신뢰할 수있는 설정이 필요하지 않지만 더 큰 교정 크기와 검증 시간이 느려집니다. 이들 사이의 선택은 블록 체인 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다.