Nova: um sistema de zk-SNARKs eficiente

Nova é um novo sistema de zk-SNARKs desenvolvido pela Microsoft, que utiliza uma técnica chamada Sistemas de Restrições de Nível 1 Relaxadas (Relaxed Rank-1 Constraint Systems, Relaxed R1CS) para melhorar a eficiência e flexibilidade da prova.

As principais vantagens do Nova residem na tecnologia relaxada R1CS que utiliza. Os sistemas R1CS tradicionais requerem o uso de uma grande quantidade de aleatoriedade durante o processo de prova, o que torna a geração e a verificação da prova muito complexas e demoradas. O Nova resolve esse problema usando R1CS relaxado, que permite o uso de menos aleatoriedade na prova, aumentando significativamente a eficiência da prova.

A Nova também suporta cálculos incrementais, o que significa que é possível calcular funções complexas passo a passo, sem a necessidade de calcular toda a função de uma só vez. Isso é muito útil ao lidar com grandes volumes de dados ou realizar cálculos complexos. Além disso, a Nova também suporta cálculos polinomiais, o que permite lidar com tarefas de prova mais complexas.

As desvantagens do Nova são que, devido ao uso de R1CS relaxados, suas provas podem não ser tão robustas quanto os sistemas R1CS tradicionais. Isso se deve ao fato de que R1CS relaxados permitem o uso de menos aleatoriedade nas provas, o que pode diminuir a segurança da prova. No entanto, os desenvolvedores do Nova já tomaram algumas medidas para resolver esse problema, como o uso de algoritmos criptográficos mais robustos e estratégias de prova mais complexas.

A implementação do Nova é relativamente complexa, o que pode aumentar a dificuldade de uso e manutenção. O Nova utiliza várias técnicas criptográficas avançadas, como cálculo polinomial, operações em grupos e oráculos aleatórios, que necessitam de uma compreensão profunda dessas técnicas para serem utilizadas e modificadas de forma eficaz.

Apesar desses desafios, a Nova ainda ocupa uma posição importante no campo dos zk-SNARKs. O seu surgimento abriu novos caminhos para o desenvolvimento dos zk-SNARKs. A tecnologia R1CS relaxada adotada pela Nova torna o processo de geração e verificação de provas mais eficiente, o que é crucial para aplicações de zk-SNARKs em larga escala. Além disso, a Nova também suporta cálculos incrementais e cálculos polinomiais, permitindo que ela lide com tarefas de prova mais complexas, expandindo ainda mais o alcance das aplicações dos zk-SNARKs.

O código-fonte do projeto Nova contém principalmente os seguintes módulos importantes:

1. bellperson: implementou a geração de R1CS(Rank-1 Constraint Systems).

2. gadgets: inclui várias ferramentas para construir provas zk-SNARKs.

3. provider: Forneceu a implementação de algumas funcionalidades básicas, como funções de hash, etc.

4. spartan: implementou funcionalidades relacionadas ao protocolo Spartan.

5. traits: definiu algumas interfaces e características comuns.

6. circuito: define o circuito aprimorado no protocolo Nova.

7. r1cs: Implementou tipos e métodos relacionados com R1CS.

Estes módulos constituem as funções principais da Nova, incluindo a construção de R1CS, a geração e verificação de provas, e cálculos polinomiais. A Nova alcançou um sistema de prova de conhecimento zero eficiente através da combinação inteligente destes módulos.