此存储库是从 dalek-cryptography/bulletproofs 分叉的。

Bulletproofs

史上最快的 Bulletproofs 实现，包括单范围和聚合范围证明，强类型多方计算，以及用于证明任意陈述的可编程约束系统 API（开发中）。

此库使用 Ristretto 实现 Bulletproofs，使用 curve25519-dalek 中的 ristretto255 实现。当使用 curve25519-dalek AVX2 后端中的并行公式时，它可以比原始基于 libsecp256k1 的 Bulletproofs 实现快约两倍来验证 64 位 rangeproofs。

此库提供了以下实现：

• 单方证明单个或多个范围的证明，使用聚合 rangeproof 构造；

• 在线多方计算，用于在多个方之间进行 rangeproof 聚合，使用 session types 来静态地强制执行正确的协议流程；

• 用于表示秩 1 约束系统的可编程约束系统 API，以及证明和验证任意陈述的证明（不稳定，与 yoloproofs 功能一起开发中）；

• 在线多方计算，用于聚合约束系统证明（计划中的未来工作）。

这些证明使用 Merlin transcripts 实现，允许它们与其它证明任意组合而不需要实现更改。

开发路线图可以在 里程碑 部分找到。

约束系统API仅用于实验，必须通过指定yoloproofs特性来启用。它不受semver兼容性保护，并且可能会在未通知的情况下更改。

目前，在crate的发布版本中已禁用yoloproofs特性，因此只能通过指定对develop分支的git依赖来使用它。这意味着无法使用R1CS API发布crate，因为它仅用于实验。

文档

此功能的用户文档可以在此处找到。此外，该库还包含关于Bulletproofs如何工作的详细说明。这些说明可以在库的内部文档中找到

• 如何使用Bulletproofs；
• 如何使用范围证明协议；
• 如何使用内积证明协议；
• 如何使用聚合协议；
• 如何Bulletproof约束系统证明工作（开发中）；
• 如何约束系统归约工作（开发中）；
• 如何聚合约束系统证明工作（未来工作）。

性能比较

以下表格给出了在Intel Skylake-X i7-7800X（@3.5GHz，Turbo Boost已禁用）上对64位rangeproof进行证明和验证的相对时间。时间以微秒（越小越好）表示，与最快实现的相对速度。

使用curve25519-dalek IFMA后端在Cannonlake i3-8121U上可以获得1.5倍的速度提升，将验证速度提升至libsecp的3倍，Monero的7倍，但这些处理器尚未广泛可用。

此crate还包含其他基准测试；有关如何运行它们的详细信息，请参阅下面的测试和基准测试部分。

示例

以下示例展示了如何创建和验证一个32位rangeproof。

# // The #-commented lines are hidden in Rustdoc but not in raw
# // markdown rendering, and contain boilerplate code so that the
# // code in the README.md is actually run as part of the test suite.
#
# extern crate rand;
# use rand::thread_rng;
#
# extern crate curve25519_dalek;
# use curve25519_dalek::scalar::Scalar;
#
# extern crate merlin;
# use merlin::Transcript;
#
# extern crate bulletproofs;
# use bulletproofs::{BulletproofGens, PedersenGens, RangeProof};
#
# fn main() {
// Generators for Pedersen commitments.  These can be selected
// independently of the Bulletproofs generators.
let pc_gens = PedersenGens::default();

// Generators for Bulletproofs, valid for proofs up to bitsize 64
// and aggregation size up to 1.
let bp_gens = BulletproofGens::new(64, 1);

// A secret value we want to prove lies in the range [0, 2^32)
let secret_value = 1037578891u64;

// The API takes a blinding factor for the commitment.
let blinding = Scalar::random(&mut thread_rng());

// The proof can be chained to an existing transcript.
// Here we create a transcript with a doctest domain separator.
let mut prover_transcript = Transcript::new(b"doctest example");

// Create a 32-bit rangeproof.
let (proof, committed_value) = RangeProof::prove_single(
    &bp_gens,
    &pc_gens,
    &mut prover_transcript,
    secret_value,
    &blinding,
    32,
).expect("A real program could handle errors");

// Verification requires a transcript with identical initial state:
let mut verifier_transcript = Transcript::new(b"doctest example");
assert!(
    proof
        .verify_single(&bp_gens, &pc_gens, &mut verifier_transcript, &committed_value, 32)
        .is_ok()
);
# }

构建

为了成功编译，您需要安装nightly Rust，而不是稳定版。

您可以使用rustup安装nightly Rust

rustup default nightly

测试和基准测试

使用cargo test运行测试。使用cargo bench运行基准测试。此crate使用criterion.rs进行基准测试。

特性

yoloproofs特性启用对1级约束系统证明的支持。它是不稳定的，不适用于部署，仅用于测试。

avx2_backend特性启用curve25519-dalek的AVX2后端，它使用并行公式实现曲线算术。要使用它进行Bulletproofs，必须支持AVX2的target_cpu。

RUSTFLAGS="-C target_cpu=skylake" cargo bench --features "avx2_backend"

Skylake-X CPU具有两倍的AVX2寄存器。要使用它们，请尝试

RUSTFLAGS="-C target_cpu=skylake-avx512" cargo bench --features "avx2_backend"

这可以防止AVX2并行字段乘法代码中的溢出，但会导致其他地方的代码生成更差 ¯\_(ツ)_/¯

关于

这是一个由Interstellar赞助的研究项目，由Henry de Valence、Cathie Yun和Oleg Andreev开发。

许可证

此存储库采用MIT许可证。

有关更多详细信息，请参阅LICENSE文件。