面向EVM兼容区块链的ZK友好型哈希函数与SNARK证明系统基准测试
密码学与安全
2024-09-04 v1
摘要
随着零知识证明（ZKP）技术的快速发展，特别是succinct non-interactive arguments of knowledge（SNARKs），对各种ZK工具进行基准测试已成为重要任务。ZK友好型哈希函数作为区块链中的关键算法，受到广泛关注。因此，对这些不断演化的算法在ZK电路中的全面基准测试既带来了有前景的机会，也面临着挑战。此外，我们关注一种流行的ZKP应用——隐私-preserving交易协议，旨在通过“批量处理”来利用SNARKs的高性价比，以解决高链上成本和合规性问题。为此，我们在bn254曲线上对三种SNARK证明系统和五种ZK友好型哈希函数进行了基准测试，包括我们自开发的Poseidon2、Neptune和GMiMC电路模板。我们还引入了“sequencer”在SNARK-based隐私-preserving交易方案中的角色，以提升效率并实现灵活的审计。我们对其进行了隐私和安全分析，并在Ethereum Virtual Machine（EVM）兼容链上进行了实现和评估。结果表明，Poseidon和Poseidon2在Groth16下在证明生成期间的内存使用和运行时间方面表现优异。此外，与基线相比，Poseidon2不仅生成证明更快，还将EVM链上的链上成本降低了73%，在Hedera上降低了近26%。我们的工作为ZK友好型哈希函数和ZK工具提供了基准，同时也探索了ZKP-based隐私-preserving交易协议中的成本效益和合规性。
引用
@article{arxiv.2409.01976,
title = {Benchmarking ZK-Friendly Hash Functions and SNARK Proving Systems for EVM-compatible Blockchains},
author = {Hanze Guo and Yebo Feng and Cong Wu and Zengpeng Li and Jiahua Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.01976},
year = {2024}
}