Nova: un nuevo sistema de zk-SNARKs

Nova es un nuevo sistema de zk-SNARKs desarrollado por Microsoft, que utiliza la tecnología de sistema de restricción de rango uno relajado (Relaxed R1CS) para mejorar la eficiencia y flexibilidad de las pruebas.

Ventajas de Nova

La principal ventaja de Nova radica en el uso de la técnica R1CS relajada. Los sistemas R1CS tradicionales requieren el uso de una gran cantidad de aleatoriedad durante el proceso de prueba, lo que hace que la generación y verificación de pruebas sea compleja y consuma mucho tiempo. Nova, al utilizar R1CS relajado, permite el uso de menos aleatoriedad en las pruebas, lo que mejora significativamente la eficiencia de las pruebas.

Nova también admite el cálculo incremental, lo que permite calcular funciones complejas de manera progresiva, sin necesidad de calcular toda la función de una sola vez. Esto es muy útil al manejar grandes volúmenes de datos o realizar cálculos complejos. Además, Nova también admite el cálculo polinómico, lo que le permite manejar tareas de prueba más complejas.

Desventajas de Nova

La prueba de Nova puede no ser tan robusta como los sistemas tradicionales R1CS, ya que el R1CS relajado utiliza menos aleatoriedad, lo que puede reducir la seguridad de la prueba. Sin embargo, los desarrolladores de Nova han tomado medidas para abordar este problema, como el uso de algoritmos criptográficos más fuertes y estrategias de prueba más complejas.

La implementación de Nova es relativamente compleja, lo que puede aumentar la dificultad de uso y mantenimiento. Utiliza muchas técnicas avanzadas de criptografía, como cálculos polinómicos, operaciones en grupo y oráculos aleatorios, y se requiere una comprensión profunda de estas técnicas para poder utilizar y modificar Nova de manera efectiva.

La importante posición de Nova en el campo de zk-SNARKs

Nova ha abierto un nuevo camino para el desarrollo de zk-SNARKs. La tecnología R1CS relajada que utiliza hace que el proceso de generación y verificación de pruebas sea más eficiente, lo cual es crucial para aplicaciones de zk-SNARKs a gran escala. Nova también admite cálculos incrementales y cálculos polinómicos, ampliando aún más el alcance de las aplicaciones de zk-SNARKs.

Análisis del código fuente de Nova

El código fuente de Nova incluye las siguientes partes principales:

• bellperson/: Contiene código relacionado con el algoritmo de Bellman-Ford
• gadgets/: herramientas que incluyen la construcción de pruebas zk-SNARKs
• provider/: Incluye algunos códigos de proveedores, como la implementación de la función hash Keccak.
• spartan/: Contiene código relacionado con el protocolo Spartan
• traits/: Contiene algunos traits de Rust, define comportamientos públicos

Principales documentos y funciones:

• bellperson/mod.rs: Utilizado para generar R1CS, define funciones relacionadas con R1CS
• bellperson/r1cs.rs: Definir los rasgos NovaWitness y NovaShape
• bellperson/shape_cs.rs: Definir la estructura ShapeCS, utilizada para crear formas R1CS
• bellperson/solver.rs: Define la estructura SatisfyingAssignment para crear instancias R1CS y testigos.
• circuit.rs: Definición del circuito mejorado en el protocolo Nova
• constants.rs: Definir algunas constantes
• errors.rs: Definir los tipos de errores que pueden devolver la biblioteca Nova
• gadgets/mod.rs: Implementar varios gadgets necesarios
• nifs.rs: Implementar un esquema de colapso no interactivo
• r1cs.rs: Definir tipos y métodos relacionados con R1CS
• spartan/mod.rs: Implementar el RelaxedR1CSSNARK utilizando Spartan
• traits/: Definir algunos traits importantes, como StepCircuit, CommitmentTrait, etc.

En general, el código fuente de Nova implementa un sistema de zk-SNARKs eficiente, mejorando la eficiencia de la prueba a través de técnicas como la relajación de R1CS y el cálculo incremental, lo que ofrece nuevas posibilidades para la aplicación de zk-SNARKs.