โลกของ zero-knowledge proof ได้รับการอัปเกรดอย่างมีนัยสำคัญแล้ว A16z crypto ได้เปิดตัว Lattice Jolt ซึ่งเป็นเวอร์ชันที่ปรับปรุงใหม่ของ zkVM แบบโอเพ่นซอร์สของพวกเขา โดยเลิกใช้การเข้ารหัสแบบ elliptic-curve แล้วหันมาใช้สถาปัตยกรรมที่อิงกับ lattice ซึ่งออกแบบมาเพื่อต้านทานการโจมตีจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ผลลัพธ์: เวลาการพิสูจน์เร็วขึ้น 2 ถึง 3 เท่าเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า ขนาดการพิสูจน์อยู่ระหว่าง 65 ถึง 80 KB และการใช้งานหน่วยความจำลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง
Lattice Jolt ทำอะไรต่างออกไปจริงๆ
ในแก่นแท้ การอัปเกรดนี้แทนที่ระบบการเข้ารหัสเดิม จอลต์รุ่นแรกที่เปิดตัวในเดือนเมษายน 2024 ใช้ Dory ซึ่งเป็นแผนการสัญญาพหุนามที่สร้างขึ้นจากคณิตศาสตร์เส้นโค้งรีมาน
Lattice Jolt เปลี่ยนจาก Dory เป็นแผนผังการรับรองพหุนามใหม่ที่ชื่อว่า Akita ให้คิดว่าแผนผังการรับรองพหุนามคือกลไกที่ช่วยให้ผู้พิสูจน์สามารถโน้มน้าวผู้ตรวจสอบว่าการคำนวณถูกต้อง โดยไม่เปิดเผยข้อมูลพื้นฐาน Akita ทำสิ่งนี้โดยใช้คณิตศาสตร์แบบ lattice ซึ่งทำงานภายใต้สมมติฐาน Module-SIS ด้วยความแข็งแกร่งด้านความปลอดภัย 128 บิต ที่สอดคล้องกับมาตรฐานหลังควอนตัมของ NIST
Akita ถูกพัฒนาขึ้นร่วมกันโดย LayerZero, มหาวิทยาลัยคาร์เนกี เมลลอน และมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย มันถูกอธิบายว่าเป็นแผนผังการสัญญาเชิงพหุนามแบบ lattice แรกที่พร้อมใช้งานในเชิงผลิตภัณฑ์ และรองรับการตั้งค่าแบบโปร่งใสที่กำจัดความจำเป็นในการจัดพิธีที่ต้องเชื่อถือ
ในด้านประสิทธิภาพดิบ ตัวเลขเหล่านี้ยากที่จะมองข้าม Lattice Jolt สามารถทำได้สูงสุด 2 ล้านรอบ RV64IMAC ต่อวินาที โดยใช้ CPU เพียงอย่างเดียว ไม่จำเป็นต้องใช้ GPU เมื่อเปิดใช้งานการเร่งความเร็วด้วย GPU ตัวเลขนี้จะเพิ่มเกิน 10 ล้านรอบต่อวินาที การใช้หน่วยความจำต่อรอบลดลงจากประมาณ 300 ไบต์เหลือ 200 ไบต์ เมื่อเปรียบเทียบกับการตั้งค่าก่อนหน้า
ขนาดของหลักฐานบอกเรื่องเดียวกัน ในขนาด 65 ถึง 80 KB หลักฐานของ Lattice Jolt มีขนาดเล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับ 200 KB ขึ้นไปซึ่งเป็นขนาดทั่วไปของระบบหลังควอนตัมที่ใช้แฮช
เหตุใดความปลอดภัยหลังควอนตัมจึงสำคัญในตอนนี้
คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำลายการเข้ารหัสในปัจจุบันยังไม่มีอยู่จริง แต่แบบจำลองภัยคุกคามไม่ได้เกี่ยวกับสิ่งที่เครื่องควอนตัมทำได้ในตอนนี้ แต่เกี่ยวกับสิ่งที่มันจะสามารถทำได้เมื่อมาถึง และข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสซึ่งถูกเก็บรวบรวมตอนนี้อาจถอดรหัสได้ในภายหลัง
NIST ได้สรุปชุดมาตรฐานการเข้ารหัสหลังควอนตัมชุดแรกในปี 2024 และชุมชนด้านความปลอดภัยโดยรวมได้เริ่มย้ายไปใช้หลักการที่ต้านทานควอนตัมตั้งแต่นั้นมา การเข้ารหัสแบบแลตทิซ ซึ่งอิงจากความยากทางคณิตศาสตร์ของปัญหาที่เกี่ยวข้องกับแลตทิซมิติสูง เป็นหนึ่งในแนวทางหลักที่ NIST รับรอง โดยการสร้างบนสมมติฐาน Module-SIS ที่ระดับความปลอดภัย 128 บิต Akita จึงอยู่ในกรอบงานนี้อย่างสมบูรณ์
การบูรณาการและสิ่งที่ตามมา
การผสานรวมครั้งแรกของ Lattice Jolt คือกับบล็อกเชน Zero ซึ่งให้กรณีการใช้งานจริงในระยะเริ่มต้นสำหรับเทคโนโลยีนี้ ระบบรองรับชุดคำสั่ง RISC-V ซึ่งเป็นทางเลือกการออกแบบที่เน้นความยืดหยุ่น
การไม่มีการประกาศโทเค็นใดๆ ร่วมกับ Lattice Jolt นั้นควรได้รับการสังเกตในบริบทของวิธีการเปิดตัวที่มักเกิดขึ้น โดย A16z crypto เลือกที่จะนำเสนอสิ่งนี้เป็นเพียงโครงสร้างพื้นฐานและเป็นก้าวสำคัญทางเทคโนโลยี มากกว่าการเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับสินทรัพย์ใหม่