arkworks::algebra

arkworks生态系统包含用于设计和使用零知识简短非交互式论证(zkSNARKs)的Rust库。此仓库包含zkSNARKs底层关键代数组件的高效实现：有限域、椭圆曲线和多项式。

此库根据MIT许可证和Apache v2许可证发布（见许可证）。

警告：这是一个学术性的原型，特别是代码尚未经过仔细审查。此实现不适用于生产使用。

目录结构

此仓库包含多个Rustcrate

• ark-ff：各种有限域的通用抽象和实现
• ark-ec：素数阶群的通用抽象和各种（对友好和标准）椭圆曲线的实现
• ark-poly：有限域上一元、多元和多元线性多项式及其FFT的接口
• ark-serialize：有限域和椭圆曲线序列化和点压缩的高效接口

此外，curves 仓库包含流行椭圆曲线的具体系列实现；详细信息请参见此处。

构建指南

该库可以在 Rust 编译器的 stable 工具链（v 1.51+）上编译。要安装最新版本的 Rust，首先按照以下说明安装 rustup，请参阅此处的说明，或者通过您平台的软件包管理器进行安装。安装 rustup 后，通过调用以下命令安装 Rust 工具链：

rustup install stable

之后，使用标准 Rust 构建工具 cargo 构建库

git clone https://github.com/arkworks-rs/algebra.git
cd algebra
cargo build --release

测试

此库为每个提供的包提供了全面的单元和集成测试。运行测试的命令如下：

cargo test --all

基准测试

要运行基准测试，请通过 rustup install nightly 安装夜间 Rust 工具链，然后运行以下命令：

cargo +nightly bench

字段算术的汇编后端

ark-ff 包包含（默认不开启）基于 adcxq、adoxq 和 mulxq 指令优化的字段算术汇编实现。这些指令在大多数 x86_64 平台上都可用（Intel 的 Broadwell 及以后版本，AMD 的 Ryzen 及以后版本）。使用此后端可以在有限域和椭圆曲线算术中带来 30-70% 的速度提升。要启用此后端进行构建，请运行以下命令：

RUSTFLAGS="-C target-feature=+bmi2,+adx" cargo [test/build/bench] --features asm

要在自己的项目中的 Cargo.toml 中启用此功能，请启用 asm 功能标志

ark-ff = { version = "0.4", features = [ "asm" ] }

请注意，由于 Rust 中的内联汇编支持目前还不稳定，因此使用此后端需要当前使用夜间编译器。

许可证

此存储库中的包可以在以下任一许可证下使用，由您自行决定：

• Apache 许可证版本 2.0（LICENSE-APACHE 或 apache.org 许可证链接）
• MIT 许可证（LICENSE-MIT 或 opensource.org 许可证链接）

除非您明确说明，否则您提交给此库的任何贡献都将根据上述许可证（Apache v2 许可证中定义）双重许可，不附加任何其他条款或条件。

致谢

这项工作得到了以下机构的支持：谷歌学者奖；美国国家科学基金会；加州大学伯克利分校长期网络安全中心；以及以太坊基金会、Interchain 基金会和 Qtum 的捐赠。

此库的早期版本是作为论文 "ZEXE：启用去中心化私有计算" 的一部分开发的。

lib.rs:

此库实现了由 Sean Bowe 产生的 BLS12_381 曲线。该名称表示这是一个嵌入度为 12 的 Barreto--Lynn--Scott 曲线，定义在 381 位（素数）字段上。此曲线旨在取代 BN254 曲线，在不产生大量性能开销的情况下提供更高的安全级别。

曲线信息

• 基域：q = 4002409555221667393417789825735904156556882819939007885332058136124031650490837864442687629129015664037894272559787
• 标量域：r = 52435875175126190479447740508185965837690552500527637822603658699938581184513
• val(q - 1, 2) = 1
• val(r - 1, 2) = 32
• G1 曲线方程：y^2 = x^3 + 4
• G2 曲线方程：y^2 = x^3 + Fq2(4, 4)