Zilch
1.0.0
Zilch adalah kerangka kerja yang mengimplementasikan ARguments of Knowledge (STARKs) yang Dapat Diskalakan dan Transparan (tidak memerlukan pengaturan tepercaya). Zilch terdiri dari dua komponen utama: front-end dan back-end.
Front-end terdiri dari bahasa pemrograman ZeroJava, subset Java yang dirancang untuk argumen tanpa pengetahuan, dan kompiler untuk menerjemahkan kode ZeroJava ke instruksi perakitan zMIPS; zMIPS adalah perpanjangan kami ke MIPS ISA untuk mendukung pemrograman ZKP.
Back-end menerjemahkan instruksi perakitan zMIPS ke rangkaian aritmatika dan menghasilkan ZKP untuk memverifikasi evaluasi rangkaian ini. Back-end dibangun berdasarkan konstruksi ZKP dari perpustakaan zkSTARK, dan memperluas model pemrograman libSTARK ke mesin abstrak zMIPS.
Penafian: Kode ini adalah nilai akademis , dimaksudkan untuk tinjauan dan evaluasi sejawat akademis. Penulis telah menguji kode tersebut dengan Ubuntu 20.04 .
Jika Anda merasa pekerjaan kami bermanfaat, harap mengutip publikasi kami (IEEE Xplore, Cryptology ePrint Archive):
D. Mouris and N. G. Tsoutsos, "Zilch: A Framework for Deploying Transparent Zero-Knowledge Proofs,"
in IEEE Transactions on Information Forensics and Security (TIFS), 2021, DOI: 10.1109/TIFS.2021.3074869
apt install g++apt install libssl-devapt install libboost-all-devapt install libjsoncpp-devapt-get install libgtest-devUntuk dependensi kompiler ZeroJava, lihat repositori ZeroJava.
$ git clone --recursive https://github.com/TrustworthyComputing/Zilch
$ cd Zilch
$ make -j8
$ make zilch-tests -j8
Untuk memverifikasi jenis instalasi ./zilch-tests .
$ cd ZeroJava-compiler
$ mvn initialize
$ mvn package
$ ./zilch --asm <zMIPS assembly file path> [--tsteps <trace length log_2>] [--security <security parameter]> [--pubtape <primaryTapeFile>] [--auxtape <auxTapeFile>] [--verifier | --prover] [--address <address:port_number>]
--help : Display this help message
--examples : Display some usage examples
--show-asm : Display zMIPS assembly input
--verbose : Verbose output, print BAIR, ACSP, APR and FRI specifications
--asm : Path to the zMIPS assembly code (required)
--tsteps : trace length log_2 (optional, default = 5)
--security : security parameter (optional, default = 60)
--pubtape : path to the primary tape file (optional, default = none)
--auxtape : path to the auxiliary tape file (optional, default = none)
The flags below enable verification over the network; if neither is enabled, the execution will be locally. Verifier acts as the server and thus should be executed first.
--address : verifier-address:port-number (optional, default = 'localhost:1234')
--verifier : enables execution of the verifier, listening on port-number (optional, default = false)
--prover : enables execution of the prover, transmitting to verifier-address:port-number (optional, default = false)
lihat contoh di bawah tentang cara menggunakan bendera.
Catatan: Zilch secara otomatis mendeteksi kaset pribadi dan publik jika mereka berada di direktori yang sama dengan file rakitan zMIPS dan diberi nama pubtape.txt dan auxtape.txt .
Dalam direktori example-zmips kami menyertakan berbagai contoh zMIPS.
Pada tingkat assembler, label kami adalah tag alfanumerik yang dimulai dan diakhiri dengan garis bawah ganda (misalnya, __example_label__ ), sedangkan di dalam Zilch label ini diubah menjadi nomor instruksi.
Misalnya, di bawah ini adalah kode zMIPS untuk menghitung faktorial dari 5:
move $t3, 5
move $t1, 1
move $t2, 1
__L1__:
mult $t1, $t1, $t2
add $t2, $t2, 1
bge $t3, $t2, __L1__
answer $t1
Di macros.json kami mendefinisikan instruksi makro khusus berdasarkan instruksi zMIPS yang ada. Misalnya, kami telah mendefinisikan instruksi makro inc dan min seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
"inc": {
"reg1": "$x",
"macro": "add $x, $x, 1"
}
Artinya inc menggunakan satu register. Program zMIPS dapat menggunakan instruksi inc sebagai
move $t0, 5
inc $t0
answer $t0
jawabannya adalah 6.
Instruksi makro min menggunakan tiga register dan juga label:
"min": {
"reg1": "$x",
"reg2": "$y",
"reg3": "$z",
"uses_label" : "true",
"macro" : "blt $y, $z, __min_label__
move $x, $z
j __end_min_label__
__min_label__
move $x, $y
__end_min_label__"
}
Pita primer diisi dengan 1, 2, 3, 4, ... , sedangkan pita aux berisi 101, 102, 103, 104, ... .
pubread $t0 ; consume next word from public tape and store it to r0
print $t0
secread $t1 ; consume next word from auxiliary tape and store it to r1
print $t1
pubseek $t0, 3 ; read the 4th word from the public tape and store it to r0
print $t0
secseek $t1, 3 ; read the 4th word from the auxiliary tape and store it to r1
print $t1
answer $t0
Untuk menjalankan program di atas, cukup jalankan ./zilch --asm ./examples-zmips/read_test/read_test.zmips --tsteps 5 --pubtape ./examples-zmips/read_test/read_test.pubtape --auxtape ./examples-zmips/read_test/read_test.auxtape .
Perilaku default (tanpa tanda --address , --verifier , --prover ) dari zilch yang dapat dieksekusi menghasilkan eksekusi lokal. Untuk mengaktifkan verifikasi melalui jaringan, pertama-tama pemverifikasi harus dijalankan ( --verifier flag) dan kemudian pembukti ( --prover flag). Verifikator bertindak sebagai server yang menunggu Prover terhubung, mengeksekusi dan mencetak serta mengembalikan keputusannya ke Prover.
Misalnya, contoh pembacaan sederhana dari kaset melalui jaringan:
Pertama jalankan verifikator yang mendengarkan pada port 2324 :
./zilch --asm ./examples-zmips/read_test/read_test.zmips --tsteps 10 --security 120 --pubtape ./examples-zmips/read_test/read_test.pubtape --auxtape ./examples-zmips/read_test/read_test.auxtape --verifier --address localhost:2324
Dan kemudian buktinya untuk terhubung ke port 2324 :
./zilch --asm ./examples-zmips/read_test/read_test.zmips --tsteps 10 --security 120 --pubtape ./examples-zmips/read_test/read_test.pubtape --auxtape ./examples-zmips/read_test/read_test.auxtape --prover --address localhost:2324
