arkworks::algebra

arkworks生态系统包括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，尤其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

此仓库包含几个Rust包

• ark-ff：各种有限域的通用抽象及其实现
• ark-ec：素数阶群和（配对友好和标准）椭圆曲线的通用抽象及其实现
• ark-poly：一元、多元和多元线性多项式以及有限域上的快速傅里叶变换的接口
• ark-serialize：用于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实现；有关详细信息，请参阅此处。

构建指南

此库可以在Rust编译器（v 1.51+）的stable工具链上编译。要安装最新版本的Rust，请先按照此处的说明安装rustup，或通过您平台的包管理器安装。安装好rustup后，通过以下命令安装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。使用以下命令运行测试

cargo test --all

基准测试

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

cargo +nightly bench

字段算术的后端汇编

ark-ff 包含（默认不开启）针对字段算术的优化汇编实现，它依赖于 adcxq，adoxq 和 mulxq 指令。这些指令在大多数 x86_64 平台上都可用（Intel的Broadwell及以后，AMD的Ryzen及以后）。使用此后端可以在有限域和椭圆曲线算术中实现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

要在您的项目 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是不稳定的，因此目前使用此后端需要使用Nightly编译器。

许可证

此存储库中的包可以在以下许可证中任选其一。

• Apache许可证第2版（LICENSE-APACHE 或 apache.org 许可证链接）
• MIT许可证（LICENSE-MIT 或 opensource.org 许可证链接）

除非您明确声明，否则您提交给此库的任何贡献都应如上所述双许可（Apache v2许可证中定义），而不附加任何额外的条款或条件。

致谢

这项工作得到了以下机构的支持：谷歌教师奖；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、互链基金会和Qtum的捐赠。

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

lib.rs:

此库实现了一个扭曲的Edwards曲线，其基域是曲线BLS12-381的标量域。这允许定义使用后者标量域上的椭圆曲线的密码学原语。此曲线由Sean Bowe生成，也称为Jubjub。

曲线信息

• 基域：q = 52435875175126190479447740508185965837690552500527637822603658699938581184513
• 标量域：r = 6554484396890773809930967563523245729705921265872317281365359162392183254199
• 估值(q - 1, 2) = 32
• 估值(r - 1, 2) = 1
• 曲线方程：ax^2 + y^2 =1 + dx^2y^2，其中
  • a = -1
  • d = -(10240/10241)