論文の概要: Fair Data Exchange at Near-Plaintext Efficiency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.14944v2
- Date: Fri, 27 Jun 2025 21:35:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-01 15:08:39.755344
- Title: Fair Data Exchange at Near-Plaintext Efficiency
- Title（参考訳）: 準テキスト効率における公正なデータ交換
- Authors: Majid Khabbazian,
- Abstract要約: ほぼ平文に近い速度とサイズを実現するFDE実装を導入し,ギガバイト規模のファイルであっても公平な交換を実現する。
これにより、トランザクション手数料を約10ドルから0.01ドル以下に削減し、トランザクションのレイテンシを数十秒から1秒以下に短縮することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.187519459637148
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Fair Data Exchange (FDE) protocol (CCS '24) provides atomic pay-per-file transfers with constant-size proofs, yet existing implementations remain unscalably slow (about 1 second per 4 KiB) and inflate ciphertexts by 10--50x. We introduce an FDE implementation that achieves near-plaintext speeds and sizes, making fair exchange practical even for gigabyte-scale files. Our approach leverages two key insights. First, we observe that a KZG commitment to polynomial evaluations implicitly (and without modification) also binds to the Reed--Solomon (RS) codeword of its coefficients, enabling sound and efficient randomized verification. Second, while heavyweight encryption schemes such as exponential ElGamal enable compact proofs linking ciphertexts to the commitment, they are unnecessary for direct data recovery. Exploiting these insights, we apply a lightweight hash-derived mask to the entire RS-extended codeword, and perform ElGamal encryption only on a pseudorandom \Theta(lambda) subset of symbols, where lambda is the security parameter (e.g., 128). Data recovery occurs by simply removing the lightweight masks, with ElGamal ciphertexts serving exclusively for verification proofs. A heavyweight (but constant-time) zk-SNARK ensures consistency between these two encryption layers at sampled positions, sharply reducing bandwidth overhead and computational cost. In addition, we show how a constant-time (and precomputable) zk-SNARK linking a BLS12-381 secret key to a secp256k1 hash pre-image resolves Bitcoin's elliptic-curve mismatch, enabling fully off-chain execution via the Lightning Network. This can reduce transaction fees from roughly $10 to under $0.01 and shortens transaction latency from tens of seconds on Ethereum down to about a second or less.
- Abstract（参考訳）: Fair Data Exchange (FDE) プロトコル (CCS '24) は、一定サイズの証明を持つアトミックなペイ・パー・ファイル転送を提供するが、既存の実装は(4KiBあたり約1秒)非常に遅いままであり、暗号文を10-50倍に減らしている。
ほぼ平文に近い速度とサイズを実現するFDE実装を導入し,ギガバイト規模のファイルであっても公平な交換を実現する。
このアプローチは2つの重要な洞察を活用する。
まず、多項式評価に対するKZGのコミットメント(修正なし)が係数のリード・ソロモン符号(RS)に結びつき、音響および効率的なランダム化検証を可能にする。
第二に、指数的ElGamalのような重み付き暗号方式は、暗号文とコミットメントをリンクするコンパクトな証明を可能にするが、直接データ復元には不要である。
これらの知見を出し、RS拡張コードワード全体に軽量のハッシュマスクを適用し、ラムダがセキュリティパラメータ(例:128)であるシンボルの擬似乱数 \Theta(lambda)サブセット上でのみ、ElGamal暗号化を実行する。
データリカバリは、簡単な軽量マスクの削除によって発生し、ElGamal暗号文は検証証明専用として機能する。
重い(しかし一定時間)zk-SNARKは、サンプリングされた位置における2つの暗号化層間の整合性を確保し、帯域幅のオーバーヘッドと計算コストを大幅に削減する。
さらに、BLS12-381シークレットキーをsecp256k1ハッシュにリンクする一定時間(およびプリ計算可能)のzk-SNARKが、Bitcoinの楕円曲線ミスマッチを解決し、Lightning Networkによる完全なオフチェーン実行を可能にする方法を示す。
これにより、トランザクション手数料を約10ドルから0.01ドル以下に削減し、Ethereum上でのトランザクションレイテンシを数十秒から1秒以下に短縮することができる。
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