ویتالیک بوترین پروتکل Circle STARKs را برای امنیت و کارایی بلاکچین معرفی می‌کند
ویتالیک بوترین، یکی از بنیان‌گذاران اتریوم، یک پروتکل رمزنگاری به نام Circle STARKs معرفی کرده است که امنیت و کارایی بلاکچین را افزایش می‌دهد.
این پروتکل از میدان‌های کوچکتر در رمزنگاری استفاده می‌کند، و سرعت اثبات را بهبود می‌بخشد و هزینه‌های محاسباتی را کاهش می‌دهد بدون اینکه امنیت را به خطر بیندازد.
Circle STARKs یک پیشرفت قابل توجه در صنعت بلاکچین است و امنیت قوی و کارایی بیشتری را وعده می‌دهد.
Circle STARKs: میدان‌های کوچکتر برای رفع چالش‌های امنیتی
Exploring circle STARKs
https://t.co/WoVeucLXS6
Thank you to
@StarkwareLtd
friends for the kind support in understanding these concepts!See also my implementation at
https://t.co/qJP3lnaS8m
— vitalik.eth (@VitalikButerin)
July 23, 2024
در یک
پست وبلاگ
مفصل با عنوان “Exploring Circle STARKs,” بوترین توضیح می‌دهد که مهم‌ترین روند در طراحی پروتکل STARK در دو سال گذشته استفاده از میدان‌های کوچکتر بوده است.
STARKهای سنتی شفاف با مقیاس بالای دانش معمولاً بر روی میدان‌های 256 بیتی عمل می‌کنند. اگرچه امنیت را تأمین می‌کنند، این میدان‌های بزرگ‌تر معمولاً از بهره‌وری کمتری برخوردارند.
از سوی دیگر، Circle STARKs از میدان‌های کوچکتر مانند Mersenne31 استفاده می‌کند، که بهبود چشمگیری در سرعت اثبات و بهره‌وری محاسباتی به همراه دارد.
به عنوان مثال، پروتکل جدید می‌تواند تا 620,000 هش Poseidon2 در ثانیه را بر روی یک لپ‌تاپ M3 تأیید کند، که نسبت به پیاده‌سازی‌های قبلی افزایش قابل توجهی است.
با وجود این مزایا، استفاده از میدان‌های کوچکتر با چالش‌های امنیتی ذاتی همراه است. میدان‌های کوچک تعداد محدودی از مقادیر ممکن دارند که ممکن است آن‌ها را در برابر حملات بی‌رحمانه آسیب‌پذیر کند.
Circle STARKs این مسئله را با اجرای چندین بررسی تصادفی و استفاده از میدان‌های گسترش یافته حل می‌کند.
این رویکرد مجموعه‌ای از مقادیر که مهاجمان باید حدس بزنند را گسترش داده و یک مانع محاسباتی ایجاد می‌کند که تلاش‌های حمله را پیچیده کرده و تمامیت پروتکل را حفظ می‌کند.
بوترین اذعان دارد که پیاده‌سازی‌های قبلی STARK استفاده از میدان‌های کوچکتر را “به‌طور طبیعی با تأیید امضاهای مبتنی بر منحنی بیضوی سازگار” کرده‌اند، اما این سازگاری اغلب منجر به ناکارآمدی‌ها به دلیل تعداد زیاد مقادیر دخیل می‌شد.
با Circle STARKs، این محدودیت‌ها با بهبود کارایی اثبات بدون به خطر افتادن امنیت برطرف می‌شوند.
یک جنبه کلیدی Circle STARKs معرفی اثبات‌های پروکسیمیتی تعاملی فرید یونت سولووان است.
Circle FRI تضمین می‌کند که یک تابع به درجه مشخصی چندجمله‌ای است و با اطمینان از شکست ورودی‌های غیر چندجمله‌ای اثبات، تمامیت فرآیند رمزنگاری را حفظ می‌کند. این رویکرد جدید انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری بیشتری برای عملکرد محاسباتی کارآمد به Circle STARKs ارائه می‌دهد.
حداقل پیچیدگی برای توسعه‌دهندگان
در این مقاله، بوترین همچنین اشاره کرده است که Circle STARKs حداقل پیچیدگی اضافی برای توسعه‌دهندگان در مقایسه با STARKهای استاندارد معرفی می‌کند.
در مقابل FRIهای معمولی، تفاوت‌های اصلی در سه موضوع کلیدی هنگام اجرا محدود می‌شوند. اصول ریاضی پشت چندجمله‌ای‌های مورد استفاده در Circle FRI ممکن است ضد شهودی باشند و نیاز به زمان برای درک کامل داشته باشند، اما این پیچیدگی عمدتاً از دید توسعه‌دهندگان پنهان است.
درک Circle FRI و FFTهای Circle نیز می‌تواند معرفی مفیدی به سایر FFTهای تخصصی مانند FFTهای میدان باینری که در سیستم‌هایی مانند Binius و LibSTARK و ساختارهای پیچیده‌تر مانند FFTهای منحنی بیضوی استفاده می‌شود، باشد.
نگاه به آینده، بوترین پیش‌بینی می‌کند که آینده بهینه‌سازی STARK بر روی ریاضی‌سازی پرایمیتیو‌های اصلی مانند توابع هش و امضاها تمرکز خواهد کرد.
ترکیب تکنیک‌هایی مانند Mersenne31، BabyBear، و روش‌های میدان باینری مانند Binius به حدود بهره‌وری لایه پایه STARKها نزدیک شده است.
پیشرفت‌های آینده احتمالاً بر روی توسعه ساختارهای بازگشتی برای امکان‌پذیری بیشتر موازی‌سازی، ریاضی‌سازی ماشین‌های مجازی (VMها) برای بهبود تجربه توسعه‌دهنده، و انجام وظایف پیشرفته‌تر دیگر تمرکز خواهند کرد.
به‌طور کلی، معرفی Circle STARKs یک پیشرفت مهم در صنعت بلاکچین را ارائه می‌دهد. میدان‌های کوچکتر و ساختارهای ریاضی جدید ترکیبی از کارایی بهبود یافته و امنیت قوی برای فناوری بلاکچین ارائه می‌دهند.
اندیشمندان متخصص معتقدند این نوآوری یک گام ضروری به جلو است، با پیامدهای بالقوه برای آینده امنیت و کارایی بلاکچین. این به‌ویژه اکنون صحیح است که نیاز فزاینده به آن بیشتر مشهود شده است و تنها در ماه ژوئن بیش از 176 میلیون دلار به سرقت رفته است.
