零知识证明硬件加速研究综述OA北大核心CSTPCD
零知识证明(zeroknowledge proofs,ZKP)是一种允许证明者向验证者证明某一陈述正确性而无需泄露任何其他信息的密码学协议.主要介绍了零知识证明的加速研究,尤其关注了基于二次算术程序(QAP quadratic arithmetic program)和内积证明(inner product argument,IPA)的ZKP.研究表明,零知识证明的计算效率可以通过硬件加速技术显著提高,包括使用GPU,ASIC,FPGA等.首先介绍了零知识证明的定义与分类及目前零知识证明应用所遇到的困难.其次详细讨论了不同硬件系统的加速方法、实现原理及其相对于传统CPU的性能提升.例如,cuZK和GZKP利用GPU实现了多标量乘法(multiscalar multiplication,MSM)和数论变换(number theoretic transform,NTT),而PipeZK,PipeMSM,BSTMSM则通过ASIC和FPGA加速这些计算过程.此外,也提到了零知识证明在区块链中隐藏交易细节等方面的应用案例,如ZCash的隐秘交易.最后,提出了未来研究的方向,包括加速更多类型的ZKP和将硬件加速应用到实际的应用场景中,以解决效率低下问题,推动零知识证明技术的广泛应用.
谢明东;郝萌;杨洪伟;何慧;张伟哲;
哈尔滨工业大学网络空间安全学院,哈尔滨150001哈尔滨工业大学网络空间安全学院,哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院,广东深圳518055 鹏城实验室新型网络研究部,广东深圳518055
计算机与自动化
零知识证明硬件加速计算并行计算密码学协议区块链隐私
《信息安全研究》 2024 (007)
P.594-601 / 8
国家重点研发计划项目(2023YFB4503205);国家自然科学基金青年基金项目(62202123);国家自然科学基金联合重点项目(U22A2036)。
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