نوفا: نظام فعال من نوع zk-SNARKs

نوفا هو نظام جديد من إثباتات المعرفة الصفرية تم تطويره بواسطة مايكروسوفت، يستخدم تقنية تُعرف باسم أنظمة قيود الرتبة المنخفضة المسترخية (Relaxed Rank-1 Constraint Systems، Relaxed R1CS) لتحسين كفاءة ومرونة الإثبات.

تتمثل الميزة الرئيسية لـ Nova في استخدام تقنية R1CS المريحة. تتطلب أنظمة R1CS التقليدية استخدام كمية كبيرة من العشوائية في عملية الإثبات، مما يؤدي إلى تعقيد ووقت طويل في عملية إنشاء والتحقق من الإثبات. تحل Nova هذه المشكلة من خلال استخدام R1CS المريح، مما يسمح باستخدام عشوائية أقل في الإثبات، وبالتالي يزيد بشكل كبير من كفاءة الإثبات.

يدعم Nova أيضًا الحساب التدريجي، مما يعني أنه يمكن حساب الدوال المعقدة بشكل تدريجي، بدلاً من حساب الدالة بأكملها دفعة واحدة. وهذا مفيد جدًا عند التعامل مع بيانات ضخمة أو إجراء حسابات معقدة. بالإضافة إلى ذلك، يدعم Nova أيضًا الحسابات متعددة الحدود، مما يجعله قادرًا على معالجة مهام الإثبات الأكثر تعقيدًا.

عيوب نوفا هي أنه، نظرًا لاستخدامه R1CS المسترخية، فإن إثباته قد لا يكون قويًا مثل أنظمة R1CS التقليدية. وذلك لأن R1CS المسترخية يسمح باستخدام عشوائية أقل في الإثبات، مما قد يقلل من أمان الإثبات. ومع ذلك، فقد اتخذ مطورو نوفا بعض التدابير لمعالجة هذه المشكلة، مثل استخدام خوارزميات تشفير أقوى واستراتيجيات إثبات أكثر تعقيدًا.

تنفيذ Nova معقد نسبيًا، مما قد يزيد من صعوبة الاستخدام والصيانة. تستخدم Nova العديد من التقنيات التشفيرية المتقدمة، مثل الحسابات المتعددة الحدود، وعمليات المجموعة، والأوراكل العشوائية، مما يتطلب فهمًا عميقًا لهذه التقنيات لاستخدام Nova وتعديلها بفعالية.

على الرغم من هذه التحديات، لا تزال نوفا تحتل مكانة مهمة في مجال zk-SNARKs. لقد فتحت ظهورها طرقًا جديدة لتطور zk-SNARKs. التقنية المسترخية R1CS التي تعتمدها نوفا تجعل عملية توليد وإثبات البرهان أكثر كفاءة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الواسعة النطاق للzk-SNARKs. علاوة على ذلك، تدعم نوفا أيضًا الحساب التزايدي والحساب المتعدد الحدود، مما يمكّنها من معالجة مهام إثبات أكثر تعقيدًا، ويوسع نطاق تطبيقات zk-SNARKs.

الكود المصدر لمشروع نوفا يحتوي بشكل رئيسي على عدة وحدات مهمة:

1. bellperson: نفذت生成 نظام القيود من الدرجة الأولى (R1CS) (.

2. gadgets: تحتوي على مجموعة من الأدوات المستخدمة لبناء zk-SNARKs.

3. provider: قدم بعض تنفيذ الوظائف الأساسية مثل دالة التجزئة وغيرها.

4. spartan: نفذت وظائف متعلقة ببروتوكول سبارتان.

5. traits: تعريف بعض الواجهات والخصائص العامة.

6. الدائرة: تحدد الدائرة المعززة في بروتوكول نوفا.

7. r1cs: تم تنفيذ الأنواع والأساليب المتعلقة بـ R1CS.

تشكل هذه الوحدات الوظائف الأساسية لـ Nova، بما في ذلك بناء R1CS، وتوليد وإثبات التحقق، والحساب متعدد الحدود، وغيرها. من خلال التركيبة الذكية لهذه الوحدات، حققت Nova نظام إثبات المعرفة الصفرية بكفاءة.