BSV 上的 PLONK

Posted 2022-12-11 sCrypt 智能合约

我们很自豪地宣布 BSV 现在支持 PLONK。关于 PLONK 工作原理的详细说明，可以参考我们之前的解释 第一部分 和 第二部分。

我们之前已经实现了 Groth16，这是最小且最高效的 SNARK 构造。但是，它需要为每个电路进行可信设置。通过消除对每条电路的可信设置的需要，PLONK 既减轻了对该过程安全性的担忧，又确保如果电路在未来发生变化，则不再需要安全的多方计算 (MPC) 设置仪式，由于， 例如，关键错误修复。通用和可更新的设置仪式，例如 Perpetual Powers of Tau，可以重复用于 PLONK 中的任何电路。它使部署新电路和升级现有电路变得更加容易和安全。

在 BSV 上运行你的第一个 PLONK

我们在现有的 snarkJS 库中添加了 PLONK 支持，它与 Circom 完全兼容。所有为 Groth16 开发的 Circom 电路都可以直接在 PLONK 中重复使用，无需任何改动。可以在此处找到完整的 PLONK 验证程序代码以及 javascript 中的测试。生成 PLONK 验证器类似于在 snarkJS 中生成 Groth16 验证器。

您需要先安装 Circom 编译器和我们的 snarkJS。

curl -Ls https://scrypt.io/scripts/setup-circom.sh | sh
npm i -g snarkjs-scrypt

1. 设计电路

用 Circom 语言实现电路。例如，这个名为 factor.circom 的简单电路/程序证明人们知道将整数 n 分解为两个整数而无需透露整数。该电路有两个名为 p 和 q 的私有输入以及一个名为 n 的公共输入。关于如何使用 Circom 的更多信息，您可以参考 https://docs.circom.io。

// p and q are factorizations of n
pragma circom 2.0.0;

template Factor() 

    // Private Inputs:
    signal input p;
    signal input q;

    // Public Inputs:
    signal output n;

    assert(p > 1);
    assert(q > 1);

    n <== p * q;



component main = Factor();

2. 编译电路

使用以下命令编译电路：

circom factor.circom --r1cs --wasm

3. 开启新的powers of tau仪式

new 命令用于启动 powers of tau 的仪式。

snarkjs powersoftau new bn128 12 pot12_0000.ptau
snarkjs powersoftau contribute pot12_0000.ptau pot12_0001.ptau --name="First contribution" -e="$(openssl rand -base64 20)"
snarkjs powersoftau prepare phase2 pot12_0001.ptau pot12_final.ptau

最终验证生成的 ptau 文件：

snarkjs powersoftau verify pot12_final.ptau

4. 设置

这将为电路生成一个证明密钥并使用 PLONK 验证该密钥。请注意，由于 PLONK 的通用设置，不再像 Groth16 中的电路特定的第 2 阶段的提交。

snarkjs plonk setup factor.r1cs pot12_final.ptau circuit_final.zkey

5. 导出验证密钥

我们将从证明密钥 circuit_final.zkey 导出得到 verification_key.json 验证密钥。

snarkjs zkey export verificationkey circuit_final.zkey verification_key.json

6. 计算见证人

首先，我们创建一个包含电路输入的文件 input.json，内容如下：

    "p": 7,
    "q": 13

接下来，我们使用从编译电路中获得的 factor.wasm 来计算见证人：

cd factor_js/
node generate_witness.js factor.wasm ../input.json ../witness.wtns

7. 创建证明

它使用证明密钥和见证来生成证明，使用 PLONK。

snarkjs plonk prove circuit_final.zkey witness.wtns proof.json public.json

8. 导出 sCrypt 验证器

这会输出一个智能合约文件 “verifier.scrypt”，其中包含验证链上证明所需的所有代码。

snarkjs zkey export scryptverifier

可以在本地验证它：

snarkjs plonk verify verification_key.json public.json proof.json

9. 部署验证器

您现在可以将验证器部署到 BSV 。将 verifier.scrypt 包装在测试合约 PlonkVerifier 中，如下所示。

import "verifier.scrypt";

contract PlonkVerifier 

    public function unlock(Proof proof, int[1] pubSignals) 
        require(Plonk.verifyProof(proof, pubSignals));
    

现在您可以使用 sCrypt IDE 来部署它。

右键单击并选择 Deploy Contract: Debug

合约编译完成后，将在几分钟内完成，应弹出以下面板。单击 Deploy。

如果一切顺利，应该已经部署了验证者合约。

10. 验证证明

接下来，您需要将 proof.json 复制并粘贴到调用面板中，然后单击 Call unlock()。

如果一切正常，您应该会看到在消费交易中验证的证明。

总结

恭喜！您刚刚在 BSV 上创建了您的第一个 PLONK 证明。到目前为止，我们已经实现了 Groth16 和 PLONK。由于 BSV 的可编程性和可扩展性，任何证明系统都可以像智能合约一样实现。现在是时候实现你最喜欢的证明系统了，包括 Marlin、Sonic、Halo、Bulletproof 和 STARK。