Zilch
1.0.0
Zilch — это платформа, реализующая масштабируемые и прозрачные (нет необходимости в доверенной настройке) аргументы знаний (STARK). Zilch состоит из двух основных компонентов: внешнего и внутреннего.
Интерфейсная часть состоит из языка программирования ZeroJava, подмножества Java, предназначенного для аргументов с нулевым разглашением, и компилятора для перевода кода ZeroJava в инструкции ассемблера zMIPS; zMIPS — это наше расширение MIPS ISA для поддержки программирования ZKP.
Серверная часть преобразует ассемблерные инструкции zMIPS в арифметические схемы и генерирует ZKP для проверки оценки этих схем. Серверная часть основана на конструкциях ZKP библиотеки zkSTARK и расширяет модель программирования libSTARK до абстрактной машины zMIPS.
Отказ от ответственности: Код имеет академический уровень и предназначен для академического рецензирования и оценки. Авторы протестировали код с Ubuntu 20.04 .
Если наша работа окажется для вас полезной, процитируйте нашу публикацию (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-devЗависимости компилятора ZeroJava см. в репозитории ZeroJava.
$ git clone --recursive https://github.com/TrustworthyComputing/Zilch
$ cd Zilch
$ make -j8
$ make zilch-tests -j8
Чтобы проверить тип установки ./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)
см. примеры ниже о том, как использовать флаги.
Примечание. Zilch автоматически определяет частные и общедоступные ленты, если они находятся в том же каталоге, что и файл сборки zMIPS, и имеют имена pubtape.txt и auxtape.txt .
В каталог example-zmips мы включаем различные примеры zMIPS.
На уровне ассемблера наши метки представляют собой буквенно-цифровые теги, которые начинаются и заканчиваются двойным подчеркиванием (например, __example_label__ ), а внутри Zilch эти метки преобразуются в номера инструкций.
Например, ниже приведен код zMIPS для вычисления факториала 5:
move $t3, 5
move $t1, 1
move $t2, 1
__L1__:
mult $t1, $t1, $t2
add $t2, $t2, 1
bge $t3, $t2, __L1__
answer $t1
В файле macros.json мы определяем пользовательские макроинструкции на основе существующих инструкций zMIPS. Например, мы определили макроинструкции inc и min как показано ниже:
"inc": {
"reg1": "$x",
"macro": "add $x, $x, 1"
}
Это означает, что inc использует один регистр. Программа zMIPS может использовать инструкцию inc как
move $t0, 5
inc $t0
answer $t0
ответ будет 6.
Макросинструкция min использует три регистра, а также метки:
"min": {
"reg1": "$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__"
}
Первичная лента заполнена 1, 2, 3, 4, ... , а вспомогательная лента содержит 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
Чтобы выполнить вышеуказанную программу, просто запустите ./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 .
Поведение по умолчанию (без флагов --address , --verifier , --prover ) исполняемого файла zilch приводит к локальному выполнению. Чтобы включить проверку по сети, сначала должен быть запущен верификатор (флаг --verifier ), а затем — доказывающий (флаг --prover ). Верификатор действует как сервер, ожидающий подключения проверяющего, выполняет, печатает и возвращает свое решение проверяющему.
Например, простой пример чтения с лент по сети:
Сначала запустите верификатор, прослушивающий порт 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
А затем прувер для подключения к порту 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
