Fugu-MT 論文翻訳(概要): Benchmarking ZK-Friendly Hash Functions and SNARK Proving Systems for EVM-compatible Blockchains

論文の概要: Benchmarking ZK-Friendly Hash Functions and SNARK Proving Systems for EVM-compatible Blockchains

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.01976v1
Date: Tue, 3 Sep 2024 15:19:47 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-09-06 00:50:24.743089
Title: Benchmarking ZK-Friendly Hash Functions and SNARK Proving Systems for EVM-compatible Blockchains
Title（参考訳）: EVM互換ブロックチェーンのためのZKフレンドリーハッシュ関数とSNARK証明システムのベンチマーク
Authors: Hanze Guo, Yebo Feng, Cong Wu, Zengpeng Li, Jiahua Xu,
Abstract要約: 我々は、Poseidon2、Neptune、GMiMCの自己開発回路テンプレートを含む、SNARK証明システムと5つのZKフレンドリなハッシュ関数をベンチマークした。我々の研究は、ZKフレンドリなハッシュ関数とZKツールのベンチマークを提供し、ZKPベースのプライバシ保護トランザクションプロトコルにおけるコスト効率とコンプライアンスも検討しています。
参考スコア（独自算出の注目度）: 7.520993886306112
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: With the rapid development of Zero-Knowledge Proofs (ZKPs), particularly Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge (SNARKs), benchmarking various ZK tools has become a valuable task. ZK-friendly hash functions, as key algorithms in blockchain, have garnered significant attention. Therefore, comprehensive benchmarking and evaluations of these evolving algorithms in ZK circuits present both promising opportunities and challenges. Additionally, we focus on a popular ZKP application, privacy-preserving transaction protocols, aiming to leverage SNARKs' cost-efficiency through "batch processing" to address high on-chain costs and compliance issues. To this end, we benchmarked three SNARK proving systems and five ZK-friendly hash functions, including our self-developed circuit templates for Poseidon2, Neptune, and GMiMC, on the bn254 curve within the circom-snarkjs framework. We also introduced the role of "sequencer" in our SNARK-based privacy-preserving transaction scheme to enhance efficiency and enable flexible auditing. We conducted privacy and security analyses, as well as implementation and evaluation on Ethereum Virtual Machine (EVM)-compatible chains. The results indicate that Poseidon and Poseidon2 demonstrate superior memory usage and runtime during proof generation under Groth16. Moreover, compared to the baseline, Poseidon2 not only generates proofs faster but also reduces on-chain costs by 73% on EVM chains and nearly 26% on Hedera. Our work provides a benchmark for ZK-friendly hash functions and ZK tools, while also exploring cost efficiency and compliance in ZKP-based privacy-preserving transaction protocols.
Abstract（参考訳）: Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) の急速な開発、特に Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge (SNARKs) により、様々なZKツールのベンチマークが重要な課題となっている。ブロックチェーンの重要なアルゴリズムであるZKフレンドリなハッシュ関数は、大きな注目を集めている。したがって、ZK回路におけるこれらの進化アルゴリズムの総合的なベンチマークと評価は、有望な機会と課題の両方を示す。さらに、我々は、SNARKsのコスト効率を活用することを目的とした、一般的なZKPアプリケーション、プライバシ保護トランザクションプロトコルに焦点を当てている。この目的のために我々は,Poseidon2,Neptune,GMiMCの自己開発回路テンプレートを含むSNARK証明システムと5つのZKフレンドリなハッシュ関数のベンチマークを行った。また、SNARKベースのプライバシ保護トランザクションスキームにおける「シーケンス」の役割を導入し、効率を高め、フレキシブルな監査を可能にする。プライバシーとセキュリティの分析を行い、Ethereum仮想マシン(EVM)互換チェーンの実装と評価を行った。以上の結果から,Groth16下での証明生成において,PoseidonとPoseidon2はメモリ使用量と実行時間に優れていたことが示唆された。さらに、ベースラインと比較して、Poseidon2は証明を高速に生成するだけでなく、EVMチェーンでは73%、Hederaでは26%近く削減する。我々の研究は、ZKフレンドリなハッシュ関数とZKツールのベンチマークを提供し、ZKPベースのプライバシ保護トランザクションプロトコルにおけるコスト効率とコンプライアンスも検討しています。

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