Nova: Um novo sistema zk-SNARKs

Nova é um novo sistema de zk-SNARKs desenvolvido pela Microsoft, que utiliza a tecnologia de Relaxed R1CS ( para melhorar a eficiência e flexibilidade das provas.

Vantagens da Nova

As principais vantagens do Nova residem na utilização da tecnologia R1CS relaxada. Os sistemas R1CS tradicionais requerem uma grande quantidade de aleatoriedade durante o processo de prova, o que torna a geração e verificação da prova complexas e demoradas. O Nova, ao utilizar R1CS relaxada, permite o uso de menos aleatoriedade nas provas, aumentando significativamente a eficiência das provas.

A Nova também suporta cálculo incremental, permitindo calcular funções complexas gradualmente, sem precisar calcular a função inteira de uma só vez. Isso é muito útil ao lidar com grandes volumes de dados ou realizar cálculos complexos. Além disso, a Nova também suporta cálculos polinomiais, podendo lidar com tarefas de prova mais complexas.

Desvantagens da Nova

A prova do Nova pode não ser tão poderosa quanto os sistemas R1CS tradicionais, pois o R1CS relaxado, ao usar menos aleatoriedade, pode reduzir a segurança da prova. No entanto, os desenvolvedores do Nova tomaram medidas para resolver esse problema, como o uso de algoritmos criptográficos mais robustos e estratégias de prova mais complexas.

A implementação da Nova é relativamente complexa, o que pode aumentar a dificuldade de uso e manutenção. Ela utiliza várias técnicas de criptografia avançadas, como cálculo polinomial, operações de grupos e oráculos aleatórios, sendo necessário um entendimento aprofundado dessas técnicas para utilizar e modificar a Nova de forma eficaz.

A importância da Nova no campo dos zk-SNARKs

Nova abriu um novo caminho para o desenvolvimento de zk-SNARKs. A técnica R1CS relaxada que adota torna o processo de geração e verificação de provas mais eficiente, o que é crucial para aplicações em larga escala de zk-SNARKs. A Nova também suporta cálculos incrementais e cálculos polinomiais, expandindo ainda mais o alcance das aplicações de zk-SNARKs.

Interpretação do código-fonte da Nova

O código-fonte da Nova contém principalmente as seguintes partes:

• bellperson/: Inclui código relacionado ao algoritmo de Bellman-Ford
• gadgets/: Ferramentas para construir provas zk-SNARKs
• provider/: Inclui algum código do provedor, como a implementação da função de hash Keccak.
• spartan/: contém código relacionado ao protocolo Spartan
• traits/: Contém alguns traits Rust, definindo comportamentos públicos

Principais documentos e funcionalidades:

• bellperson/mod.rs: Usado para gerar R1CS, define funções relacionadas a R1CS
• bellperson/r1cs.rs: Definir as traits NovaWitness e NovaShape
• bellperson/shape_cs.rs: Define a estrutura ShapeCS, utilizada para criar formas R1CS.
• bellperson/solver.rs: Define a estrutura SatisfyingAssignment, usada para criar instâncias R1CS e testemunhas
• circuit.rs: Define o circuito melhorado no protocolo Nova
• constants.rs: Definir algumas constantes
• errors.rs: Definir os tipos de erro que a biblioteca Nova pode retornar
• gadgets/mod.rs: Implementar vários gadgets necessários
• nifs.rs: Implementar um esquema de colapso não interativo
• r1cs.rs: Definição de tipos e métodos relacionados ao R1CS
• spartan/mod.rs: Implementar RelaxedR1CSSNARK usando Spartan
• traits/: Defina alguns traits importantes, como StepCircuit, CommitmentTrait, etc.

De um modo geral, o código-fonte do Nova implementa um sistema eficiente de zk-SNARKs, melhorando a eficiência da prova através do relaxamento do R1CS, cálculos incrementais e outras técnicas, oferecendo novas possibilidades para a aplicação de zk-SNARKs.