Что такое Lattice Jolt? Почему a16z Crypto переводит zkVM на постквантовую криптографию

Что такое Lattice Jolt? Почему a16z Crypto переводит zkVM на постквантовую криптографию

Пользовательское изображение

Криптография на решетках обеспечивает постквантовую безопасность для zkVM

Виртуальные машины с нулевым разглашением стали важной инфраструктурой для масштабирования блокчейнов и обеспечения вычислений с сохранением конфиденциальности. 9 сентября 2026 года a16z crypto выпустила Lattice Jolt — улучшенную версию с открытым исходным кодом своего Jolt zkVM, в которой криптография на эллиптических кривых заменена на криптографию на решетках. Это изменение обеспечивает постквантовую безопасность, одновременно повышая производительность доказывающего и проверяющего в два-три раза и создавая самые короткие доказательства среди постквантовых zkVM.
 
Это развитие происходит на фоне перехода всей цифровой инфраструктуры к решёточным предположениям, уже стандартизированным NIST для подписей и установления ключей. Lattice Jolt демонстрирует, что решёточные SNARK-схемы превосходят как предыдущие эллиптико-кривые разработки, так и существующие хеш-ориентированные постквантовые альтернативы по ключевым показателям скорости, размера и памяти. Lattice Jolt показывает, что переход zkVM на решёточную криптографию одновременно устраняет квантовую угрозу и обеспечивает измеримый прирост производительности, делающий постквантовые доказательства практичными для использования в цепочке и на мобильных устройствах.

Lattice Jolt заменяет Dory на схему обязательств Akita

Исходная архитектура Jolt опиралась на полиномиальную схему обязательств Dory — единственный компонент, зависящий от криптографии на эллиптических кривых. Lattice Jolt заменяет Dory на Akita — новую полиномиальную схему обязательств, основанную на предположении Module-SIS. Akita была разработана под руководством исследователей и инженеров LayerZero в сотрудничестве с командами Университета Карнеги-Меллон, Университета Южной Калифорнии и a16z crypto. Схема обеспечивает полную 128-битную безопасность при использовании стандартного, хорошо изученного предположения, принадлежащего к тому же семейству, что и Module-LWE. Эти предположения уже лежат в основе цифрового стандарта подписи ML-DSA от NIST и широко используемого стандарта установления ключей ML-KEM.
 
Поскольку остальная часть стека Jolt является информационно-теоретически безопасной, замена только слоя обязательств делает всю систему доказательств постквантовой. Akita выпускается как открытый самостоятельный примитив, который может быть использован любой системой доказательств. Его первое производственное развертывание происходит внутри Jolt, который лежит в основе блокчейна Zero от LayerZero. Интеграция сохраняет существующую высокоуровневую архитектуру Jolt, изменяя только криптографическую основу, что позволяет разработчикам продолжать писать обычные программы RISC-V, а не специализированные схемы. Эта замена — не только защитная мера. Работа над полями 128-битной длины вместо 256-битных полей, требуемых эллиптическими кривыми, снижает стоимость умножений в полях, которые доминируют в работе доказывающего.
 
Результатом являются как квантовая устойчивость, так и реальное повышение скорости. Доказательства, сгенерированные с помощью Akita, сейчас находятся в диапазоне 65–80 КБ и в целом остаются ниже 100 КБ, что значительно меньше, чем типичные 200–600 КБ доказательств других постквантовых zkVM. Потребление памяти также снижается примерно с 300 байт на цикл до около 200 байт на цикл, что позволяет создавать доказательства миллионов циклов RISC-V на мобильных устройствах. Эти показатели делают Lattice Jolt первым постквантовым zkVM промышленного уровня, который одновременно улучшает, а не жертвует производительностью.

Почему предположения Lattice соответствуют глобальной криптографической миграции

Мировая цифровая инфраструктура уже переходит на решеточные примитивы. ML-KEM стал наиболее широко используемым механизмом установления постквантового ключа и по умолчанию применяется в основных браузерах, мессенджерах и значительной доле TLS-соединений. Подписи ML-DSA, размером обычно в несколько килобайт, предпочтительнее более крупной альтернативы на основе хеширования SLH-DSA для большинства практических внедрений. Lattice Jolt ставит zkVM на один криптографический уровень. Цифровые подписи можно рассматривать как доказательства знания секретного ключа для конкретного сообщения; SNARKs обобщают эту парадигму для произвольных вычислений. Было бы удивительно, если долгосрочная перспектива для SNARKs резко отличалась бы от уже сформировавшейся перспективы для подписей и шифрования.
 
Hash-ориентированные SNARKs доминировали в производственных постквантовых развертываниях, поскольку они кажутся консервативными. Тем не менее многие практические системы полагаются на алгебраические хеш-функции, такие как Poseidon, криптоанализ которых менее развит, чем у стандартных хеш-функций. Некоторые также зависят от предполагаемых границ разрыва близости, которые позже были доказаны ложными, или ориентируются на уровни безопасности ниже 128 бит, чтобы избежать потерь производительности. Ошибка корректности Lattice Jolt масштабируется с логарифмом размера утверждения, а не линейно, сохраняя почти полную 128-битную безопасность даже над полем в 128 бит. Комбинация стандартизированных предположений, меньших доказательств и более высокой скорости делает решетки естественным следующим шагом для высокопроизводительных zkVM, а не нишевой альтернативой.

Повышение производительности за счет меньших полей и переписывания кодовой базы

Ограничения эллиптических кривых заставили Jolt работать над полями размером 256 бит. Криптография на решетках обеспечивает эквивалентную безопасность над полями размером 128 бит, а основная стоимость доказывающего — умножение элементов поля. Сокращение длины бит этих элементов вдвое приводит к несколькократному снижению арифметических затрат. Криволинейный Jolt уже достиг более одного миллиона циклов RV64IMAC в секунду на процессоре ноутбука после последовательных оптимизаций. Jolt на решетках превышает два миллиона циклов в секунду на том же оборудовании. Криптографическое изменение сопровождалось полной переписью кодовой базы Jolt. Переписывание упрощает реализации на GPU и обеспечивает бэкенд Apple Metal, который повышает производительность выше десяти миллионов циклов в секунду на MacBook.
 
Даже версия на основе кривых теперь достигает примерно четырех миллионов циклов в секунду с ускорением Metal. За один релиз система перешла от примерно одного миллиона циклов в секунду (только CPU, на основе кривых) к более чем десяти миллионам (на основе решетки с GPU). Накладные расходы доказывающего по сравнению с нативным выполнением снизились до примерно 10 000×, что является значительным улучшением по сравнению с миллионы-кратными накладными расходами, распространенными всего несколько лет назад. Существуют дополнительные возможности для оптимизации инженерных решений и протокола, что указывает на ожидаемые дальнейшие улучшения.

Компактные доказательства снижают расходы в цепочке и в сети

Размер доказательств столь же важен, как и скорость генератора, поскольку эти доказательства необходимо публиковать в блокчейне и передавать через различные сети. Доказательства, генерируемые Lattice Jolt, впечатляюще компактны — их размер меньше 100 КБ, а большинство из них обычно находятся в диапазоне от 65 до 80 КБ. В сравнении, конкурирующие постквантовые zkVM генерируют доказательства размером от более чем 200 КБ до примерно 600 КБ или даже больше. Это значительное сокращение размера — в два-восемь раз меньше в зависимости от конкретного приложения — напрямую способствует снижению затрат на верификацию и требований к пропускной способности для передачи.
 
Кроме того, меньшие доказательства облегчают рекурсивную композицию и создание легких клиентов. Система Akita использует сублинейную модель памяти, которая выходит за рамки простого хранения многочлена, позволяя системе эффективно масштабироваться для работы с очень большими размерами программ без необходимости обязательной рекурсивной упаковки. Сочетание этих компактных доказательств и сниженного потребления памяти делает Lattice Jolt не только практичным, но и крайне эффективным как для высокопроизводительных GPU-доказывающих устройств, способных обрабатывать миллиарды циклов, так и для устройств с ограниченными ресурсами, которым необходимо доказывать миллионы циклов. Эта эффективность имеет решающее значение для расширения применимости и доступности технологии zkVM в различных приложениях и устройствах.

Эффективное использование памяти обеспечивает мобильное и краевое доказательство

Предыдущие версии Jolt неоднократно признавались одними из самых эффективных по использованию памяти zkVM на рынке. С недавнего перехода на решетчатые структуры наблюдается значительное снижение потребления памяти — с примерно 300 байт за цикл до впечатляющих 200 байт за цикл. Это заметное улучшение означает, что даже обычный мобильный телефон теперь способен генерировать криптографические доказательства для миллионов циклов RISC-V, что является выдающимся достижением. Расширенные возможности расширяют спектр устройств, способных участвовать в проверяемых вычислениях, эффективно снижая барьеры для приложений, обеспечивающих конфиденциальность и требующих работы в непосредственной близости от пользователя.
 
Снижение нагрузки на память не только упрощает процесс параллельного доказательства, но и снижает требования к аппаратному обеспечению для крупномасштабных флотилий доказывающих узлов. В результате разработчики теперь могут развернуть один и тот же zkVM в гораздо более широком спектре сред без необходимости переписывать существующие приложения или жертвовать производительностью из-за серьезных компромиссов. Эта гибкость имеет решающее значение для стимулирования инноваций и обеспечения участия разнообразного спектра устройств в растущей области проверяемых вычислений.

Интеграция с LayerZero’s Zero Blockchain

Первый и значимый выпуск Lattice Jolt происходит в рамках системы Jolt, которая служит фундаментальной основой для инновационного блокчейна Zero от LayerZero. Эта стратегическая партнерская связь гарантирует, что высокоожидаемое послеквантовое обновление будет доступно с первого дня запуска новой схемы обязательств. В результате Zero способен предоставлять квантово-устойчивые доказательства, одновременно получая выгоды от связанных улучшений в скорости и размере.
 
Поскольку Akita разработана как модульный примитив, те же улучшения безопасности и производительности могут быть впоследствии использованы другими системами доказательств, которые решат интегрировать слой решетчатых обязательств в свои архитектуры. Этот запуск служит убедительным доказательством того, что решетчатые SNARK-системы действительно готовы к реальным рабочим нагрузкам блокчейна, а не существуют лишь как теоретические конструкции в академических кругах. Проводимые тесты и оценки на блокчейне Zero предоставляют конкретные и практичные отзывы, которые сыграют ключевую роль в направлении дальнейших усовершенствований и улучшений как фреймворка Akita, так и более широкой архитектуры Jolt, которая его поддерживает.

Свойства надежности предпочитают решетчатые конструкции некоторым хеш-основанным схемам

Hash-based SNARKs известны тем, что часто сталкиваются с ошибками звуковости, которые имеют линейную зависимость от размера обрабатываемого утверждения. На практике, при работе в поле размером 128 бит, попытка доказать вычисление, включающее миллиард шагов, может привести к потере примерно 30 бит безопасности, что является значительным. В противоположность этому, ошибка звуковости Lattice Jolt демонстрирует гораздо более выгодное поведение масштабирования, так как она возрастает только логарифмически с размером утверждения. Эта особенность позволяет сохранить почти весь целевой показатель безопасности в 128 бит, что критически важно для поддержания надежных стандартов безопасности. Существуют стандартные методы, которые могут эффективно восстановить любую оставшуюся логарифмическую потерю.
 
Это различие особенно важно для приложений, требующих надежных и количественно измеримых гарантий безопасности. Такие приложения не должны вынужденно полагаться на значительно более крупные поля или внедрение дополнительных рекурсивных уровней, что может усложнить проектирование и развертывание криптографических систем. Прозрачная настройка Akita играет ключевую роль в дальнейшем устранении необходимости в доверенных церемониях, которые до сих пор требуются некоторыми альтернативными системами. Эта прозрачность повышает общую надежность и удобство использования системы, делая ее более привлекательной как для разработчиков, так и для пользователей.

Результаты для SNARK Design Philosophy

a16z crypto последовательно утверждает, что Jolt не должен ограничиваться единственной криптографической основой. Существуют зрелые и высокоэффективные реализации, использующие эллиптические кривые, хеши и решетки, каждая из которых адаптирована под разные модели угроз и обладает уникальными характеристиками производительности. Jolt на основе решеток реализует эту общую концепцию, предлагая высокоэффективное решение на основе решеток, которое уже конкурирует по всем ключевым параметрам оценки.
 
Если рассматривать направление цифровых подписей в качестве руководящего принципа, то, вероятно, решетчатые SNARKs станут преобладающим выбором для постквантовых приложений в большинстве практических внедрений. Одновременный прогресс в скорости, размере и безопасности эффективно устраняет исторические производственные недостатки, которые ранее сдерживали внедрение решетчатых решений в производственных системах.

Практические преимущества масштабируемости и конфиденциальности блокчейна

Более быстрое доказательство снижает стоимость генерации доказательств корректности для роллапов, мостов и других решений для масштабирования. Меньшие доказательства уменьшают газовые расходы на проверку в цепочке и затраты на пропускную способность при распространении доказательств через пир-ту-пир сети. Эта комбинация делает экономически выгодным доказательство более крупных вычислений с большей частотой.
 
Приложения для конфиденциальности получат выгоду, когда предстоящая сопутствующая статья добавит нативную поддержку нулевого знания в Lattice Jolt. Ранее проведённые работы над Jolt уже продемонстрировали, что нулевое знание можно добавить с дополнительным объёмом доказательства всего в несколько килобайт и практически без увеличения времени генерации доказательства. Распространение этого свойства на решётчатую среду позволит осуществлять конфиденциальные вычисления на основе постквантовых предположений без дорогостоящих процедур обёртки, требуемых многими другими системами.

Оставшиеся возможности в области инженерии и исследований

Хотя Lattice Jolt уже добилась значительных успехов в повышении производительности по сравнению со своим предшественником по ряду важных показателей, команды, участвовавшие в её разработке, отметили, что остаётся множество возможностей для дальнейшей оптимизации протокола и реализации. Текущие усилия, направленные на GPU-бэкенды, особенно те, которые выходят за рамки возможностей Apple Metal, а также дополнительные улучшения в техниках полевой арифметики и более интегрированный подход к рекурсивным системам доказательств, представляют собой логичные и перспективные следующие шаги на этом пути.
 
Недавний релиз с открытым исходным кодом как Jolt, так и Akita не только демонстрирует приверженность прозрачности и сотрудничеству, но и активно приглашает внешних разработчиков и исследователей внести свой вклад, что может значительно ускорить темпы этих улучшений. Кроме того, в ближайшем будущем ожидается выпуск отдельного технического документа, посвященного интеграции возможностей нулевого знания в Lattice Jolt. Эта предстоящая работа, как ожидается, завершит комплекс свойств, необходимых для обеспечения широкого спектра приложений, ориентированных на сохранение конфиденциальности и масштабируемость в их проектировании и реализации.

Отраслевой контекст и конкурентное пространство

В настоящее время большинство производственных постквантовых SNARK-систем по-прежнему в основном основаны на хеш-функциях. Однако Lattice Jolt выделяется как первая система, которая успешно демонстрирует возможность слоя решетчатых обязательств обеспечивать как надежную квантовую устойчивость, так и исключительную конкретную производительность в рамках полнофункциональной zkVM. Это прорывное достижение оспаривает широко распространенное предположение, что достижение постквантовой безопасности неизбежно сопряжено со значительным снижением производительности.
 
Недавние тесты показывают, что Lattice Jolt может достигать более двух миллионов циклов в секунду при работе на ЦП и превышать десять миллионов циклов в секунду с использованием ускорения Metal. Эти впечатляющие показатели производительности ставят Lattice Jolt выше предыдущих версий, основанных на криволинейных подходах, делая его конкурентоспособным или даже превосходящим другие постквантовые альтернативы по размеру доказательства и эффективности использования памяти. Такие выдающиеся показатели задают новый и ценный ориентир для оценки и сравнения проектов будущих zkVM-систем.

Будущее постквантовых проверяемых вычислений

По мере того как квантово-способные противники всё чаще становятся значительной и реалистичной угрозой в области кибербезопасности, становится очевидно, что системы, уже спроектированные для работы на основе стандартизированных решётчатых предположений, потребуют менее разрушительных миграций для адаптации к этим растущим угрозам. Lattice Jolt стратегически позиционирует Jolt и различные приложения, построенные на его основе, для активного участия в этом критическом переходе к повышенному уровню безопасности без жертвования значительными преимуществами в производительности, тщательно накопленными за последние два года целенаправленной разработки.
 
Замечательная способность доказывать обычные программы RISC-V при постквантовых предположениях с впечатляющей скоростью, что эффективно поддерживает как крупномасштабные GPU-доказатели, так и мобильные устройства, значительно расширяет практическую применимость проверяемых вычислений. Это достижение позволяет разработчикам сосредоточиться на логике и функциональности приложений, а не тратить время на сложности криптографической инженерии. В то же время провайдеры инфраструктуры получают более четкий и определенный путь к достижению квантово-устойчивой безопасности, что становится все более важным в современной технологической экосистеме.

🔥 За кулисами новостей: что значит KuCoin 5.0 для вас

Новости рынка движутся быстро — но то, где вы на них реагируете, имеет не меньшее значение. В этом октябре KuCoin запускает KuCoin 5.0, превращая KuCoin в перестроенную платформу. Вот что реально изменится для вас:
  • Один аккаунт для всего. Старые платформы разделяли ваши средства между отдельными аккаунтами «спот», «маржа» и «фьючерсы» и ожидали, что вы поймете почему. Единый аккаунт KuCoin 5.0 полностью устраняет это — сделайте депозит один раз, и всё будет просто доступно.
  • Акции, индексы и товары. KuCoin 5.0 расширяется за пределы криптовалют на глобальные рынки. Когда криптовалюты движутся боком, а акции растут (или наоборот), вы переключаетесь за минуты, вместо того чтобы открывать брокерский аккаунт и ждать дней для вывода фиата.
  • Реальные активы (RWA). Токенизированное воздействие на традиционные активы, такие как сырьевые товары, прямо в вашем криптоаккаунте. Один из самых быстрорастущих сегментов мировой финансов не больше ограничен для институциональных инвесторов — вы получаете к нему доступ с того же баланса, с которым торгуете.
  • Зарабатывайте, пока учитесь. Еще не готовы торговать? KCUSD позволяет вашим стейблкоинам получать ежедневный автокомпаундный доход. Самый спокойный способ заставить ваши неиспользуемые депозиты работать с доходностью 4%.
  • ИИ-помощник на простом языке. Задавайте вопросы, получайте контекст рынка, понимайте, что вы видите — всё интегрировано в платформу, без жаргона.
  • Приложение, которое не перегружает. Быстрее, чище и последовательно — интуитивно понятно с первого касания, а не после обучения.
  • Безопасность, которую можно проверить, а не просто доверять. Европейская компания с лицензией MiCAR, Proof of Reserves, которую вы можете проверить самостоятельно, и международно сертифицированная безопасность (SOC 2 Type II, ISO 27001:2022).
 
Создайте аккаунт за несколько минут — и начните работать на платформе, созданной для того, куда движется криптовалюта, а не туда, где она была.

Часто задаваемые вопросы

Что именно такое Lattice Jolt?

Lattice Jolt — это выпуск a16z crypto от сентября 2026 года открытой zkVM Jolt, в которой схема полиномиальных обязательств на эллиптических кривых Dory была заменена на решётчатую схему Akita. Высокоуровневая архитектура, сделавшая Jolt простой и быстрой, остаётся неизменной; обновлена только криптографическая основа. В результате получена система, которая одновременно защищена от квантовых атак, в два-три раза быстрее и способна генерировать доказательства менее чем по 100 КБ.
 

Как Акита обеспечивает постквантовую безопасность?

Akita опирается на предположение о решетке Module-SIS, которое считается трудным даже для квантовых компьютеров. Это предположение относится к тому же семейству, которое уже стандартизировано NIST для подписей ML-DSA и установки ключей ML-KEM. Поскольку остальная часть стека доказательств Jolt является информационно-теоретически безопасной, обеспечение безопасности слоя обязательств достаточно для того, чтобы сделать всю систему постквантовой.
 

На сколько Lattice Jolt ускоряет процесс доказательства?

На процессоре ноутбука Lattice Jolt превышает два миллиона циклов RV64IMAC в секунду, что примерно в два-три раза выше производительности предыдущей версии на основе кривых. При использовании ускорения Apple Metal на GPU та же машина превышает десять миллионов циклов в секунду. Основной причиной повышения скорости является переход от полей 256 бит к полям 128 бит, что значительно снижает стоимость доминирующих полевых умножений.
 

Насколько малы доказательства, создаваемые Lattice Jolt?

Доказательства имеют размер менее 100 КБ и обычно находятся в диапазоне 65–80 КБ. Конкурирующие постквантовые zkVM, как правило, генерируют доказательства размером от 200 КБ до 600 КБ. Снижение размера уменьшает стоимость верификации в цепочке и требования к пропускной способности сети.
 

Поддерживает ли Lattice Jolt нулевое знание?

Сопутствующая статья, добавляющая нативную поддержку нулевого знания, ожидается вскоре. Предыдущие работы над кривой-based Jolt показали, что нулевое знание можно достичь с добавлением всего нескольких килобайт размера доказательства и пренебрежимо малым увеличением времени доказывающего. Те же методы распространяются на решетчатую среду.
 

Почему предпочтительнее решетки по сравнению с хеш-основанными постквантовыми SNARK?

Решетчатые конструкции позволяют создавать более компактные доказательства, достигать более высокой реальной скорости и работать на предположениях, уже широко используемых для цифровых подписей и шифрования. Многие практические хеш-системы полагаются на менее зрелые алгебраические хеш-функции или ориентируются на уровни безопасности ниже 128 бит. Логарифмическое масштабирование ошибки звучности Lattice Jolt сохраняет почти полную 128-битную безопасность над полем в 128 бит.
 
Отказ от ответственности: Этот материал предназначен исключительно для информационных целей и не является инвестиционной рекомендацией. Инвестиции в криптовалюты сопряжены с рисками. Проведите собственное исследование (DYOR).
 

Отказ от ответственности: Эта страница была переведена для вашего удобства с использованием технологии искусственного интеллекта. Для получения наиболее точной информации обратитесь к оригинальной английской версии.