論文の概要: ZK-ACE: Identity-Centric Zero-Knowledge Authorization for Post-Quantum Blockchain Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.07974v1
- Date: Mon, 09 Mar 2026 05:21:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-10 15:13:15.505822
- Title: ZK-ACE: Identity-Centric Zero-Knowledge Authorization for Post-Quantum Blockchain Systems
- Title（参考訳）: ZK-ACE:ポスト量子ブロックチェーンシステムのためのアイデンティティ中心ゼロ知識認証
- Authors: Jian Sheng Wang,
- Abstract要約: ZK-ACEは、トランザクション転送されたシグネチャオブジェクトをアイデンティティバウンドのゼロ知識認証ステートメントに置き換える認証レイヤである。
我々は,ZK-ACEをゲームベースのセキュリティ定義で形式化し,音声認識,リプレイ抵抗,置換抵抗,クロスドメイン分離を実現した。
構造的、プロトコルレベルのデータ会計は、直接量子後シグネチャ展開に対するコンセンサス可視な認証データのオーダー・オブ・マグニチュードの低減を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7429038786735553
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Post-quantum signature schemes introduce kilobyte-scale authorization artifacts when applied directly to blockchain transaction validation. A widely considered mitigation is to verify post-quantum signatures inside zero-knowledge circuits and publish only succinct proofs on-chain. However, this approach preserves the signature-centric authorization model, merely relocating the verification cost, and embeds expensive high-dimensional lattice arithmetic into prover circuits.We present ZK-ACE (Zero-Knowledge Authorization for Cryptographic Entities), an authorization layer that replaces transaction-carried signature objects entirely with identity-bound zero-knowledge authorization statements. Rather than proving the correctness of a specific post-quantum signature, the prover demonstrates in zero knowledge that a transaction is authorized by an identity consistent with an on-chain commitment and bound replay state. The construction assumes a deterministic identity derivation primitive (DIDP) as a black box and uses a compact identity commitment as the primary on-chain identity anchor, supplemented by per-transaction replay-prevention state. We formalize ZK-ACE with explicit game-based security definitions for authorization soundness, replay resistance, substitution resistance, and cross-domain separation. We present a complete circuit constraint specification, define two replay-prevention models, and provide reduction-based security proofs under standard assumptions (knowledge soundness, collision resistance, and DIDP identity-root recovery hardness). A structural, protocol-level data accounting demonstrates an order-of-magnitude reduction in consensus-visible authorization data relative to direct post-quantum signature deployment. The design supports batch aggregation and recursive proof composition, and is compatible with account-abstraction and rollup-based deployment architectures.
- Abstract（参考訳）: 量子後シグネチャスキームは、ブロックチェーントランザクションのバリデーションに直接適用される場合、キロバイト規模の認証アーティファクトを導入します。
広く検討されている緩和は、ゼロ知識回路内の量子後シグネチャを検証し、チェーン上の簡潔な証明のみを公開することである。
しかし,本手法では,署名中心の認証モデルを維持し,検証コストを単に移動させるだけで,高価な高次元格子演算を証明回路に埋め込んだ上で,ZK-ACE(Zero-Knowledge Authorization for Cryptographic Entities)を提案する。
特定の量子後シグネチャの正しさを証明する代わりに、証明者は、トランザクションがオンチェーンのコミットメントとバウンド・リプレイ状態と整合したアイデンティティによって認証されるという知識をゼロに示す。
この構成は、決定論的アイデンティティ派生プリミティブ(DIDP)をブラックボックスとして仮定し、トランザクションごとのリプレイ防止状態によって補足されたプライマリオンチェーンアイデンティティアンカーとしてコンパクトアイデンティティコミットメントを使用する。
我々は,ZK-ACEをゲームベースのセキュリティ定義で形式化し,音声認識,リプレイ抵抗,置換抵抗,クロスドメイン分離を実現した。
本稿では,2つのリプレイ防止モデルを定義した完全回路制約仕様を提案する。
構造的、プロトコルレベルのデータ会計は、直接量子後シグネチャ展開に対するコンセンサス可視な認証データのオーダー・オブ・マグニチュードの低減を示す。
この設計はバッチアグリゲーションと再帰的証明合成をサポートし、アカウント取得およびロールアップベースのデプロイメントアーキテクチャと互換性がある。
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