【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于零知識(shí)證明，具體涉及一種基于可更新可驗(yàn)證crs模型通用編譯器的構(gòu)建方法，進(jìn)一步涉及一種基于可更新可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)或可更新可驗(yàn)證不可預(yù)測(cè)函數(shù)編譯器的構(gòu)建方法。
技術(shù)介紹
1、零知識(shí)證明(zkp)和非交互式零知識(shí)論證(nizk)是現(xiàn)代密碼學(xué)中的核心工具，并且在密碼學(xué)理論中扮演著重要角色。這些技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種實(shí)際應(yīng)用中，如匿名憑證、可驗(yàn)證計(jì)算、群體簽名和尊重隱私的加密貨幣等。零知識(shí)證明系統(tǒng)允許一方(證明者)在不泄露具體信息的情況下向另一方(驗(yàn)證者)證明自己知道一個(gè)符合特定關(guān)系的見(jiàn)證。典型的零知識(shí)證明需要滿足三個(gè)基本屬性：完備性、可靠性和零知識(shí)性。完備性保證誠(chéng)實(shí)的證明者總是能夠說(shuō)服誠(chéng)實(shí)的驗(yàn)證者；可靠性保證惡意證明者不能以不可忽略的概率說(shuō)服誠(chéng)實(shí)的驗(yàn)證者；零知識(shí)性保證生成的證明不會(huì)泄露任何關(guān)于見(jiàn)證的信息。
2、當(dāng)前最具吸引力的非交互式零知識(shí)證明系統(tǒng)是零知識(shí)簡(jiǎn)潔非交互式知識(shí)論證(zk-snarks)。近期的研究集中在如何為布爾電路和算術(shù)電路構(gòu)造高效的zk-snarks。groth提出的zk-snarks是目前對(duì)于算術(shù)電路-滿足問(wèn)題最有效的證明系統(tǒng)，其證明僅由三個(gè)雙線性群元素組成，驗(yàn)證者只需檢查一個(gè)配對(duì)方程。除了簡(jiǎn)潔性外，zk-snarks還需要滿足完備性、知識(shí)可靠性和零知識(shí)性。知識(shí)可靠性比基礎(chǔ)的可靠性更強(qiáng)，它保證了如果對(duì)手生成了一個(gè)有效的證明，就存在一個(gè)高效的提取器可以從證明中提取見(jiàn)證。
3、非交互式零知識(shí)證明系統(tǒng)通常在公共參考字符串(crs)模型下工作，其中證明者和驗(yàn)證者都可以訪問(wèn)一個(gè)由誠(chéng)實(shí)方生成的
4、然而，確保可靠性或知識(shí)可靠性對(duì)于nizks的實(shí)際應(yīng)用并不夠充分。這些屬性仍可能允許一個(gè)有效的攻擊者生成另一個(gè)有效的證明，導(dǎo)致所謂的中間人攻擊。因此，nizk系統(tǒng)需要更強(qiáng)的安全要求，如模擬可靠性(ss)和模擬可提取性(se)。這些要求確保即使對(duì)手能夠自適應(yīng)地選擇多次實(shí)例并獲得由模擬器生成的證明，可靠性和知識(shí)可靠性仍能保持。模擬可靠性和模擬可提取性可以通用地添加到任何nizk中。最著名的編譯器是它可以在標(biāo)準(zhǔn)零知識(shí)模型中工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于可更新可驗(yàn)證crs模型通用編譯器的構(gòu)建方法，旨在解決傳統(tǒng)nizk和zk-snark系統(tǒng)中由于可信設(shè)置可能被破壞而導(dǎo)致的安全問(wèn)題。通過(guò)引入可更新的可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)(uvrf)和可驗(yàn)證不可預(yù)測(cè)函數(shù)(uvuf)作為構(gòu)建模塊，本專利技術(shù)能夠在確保可更新性和零知識(shí)性的同時(shí)，提升系統(tǒng)的安全性與效率。相比傳統(tǒng)方法，本專利技術(shù)的框架不依賴于公鑰的同態(tài)性質(zhì)，進(jìn)一步提高了其適用范圍和實(shí)際應(yīng)用的靈活性。
2、本專利技術(shù)提出的一種基于可更新可驗(yàn)證crs模型通用編譯器的構(gòu)建方法，具體步驟如下：
3、(1)構(gòu)建可更新的可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)(uvrf)和可驗(yàn)證不可預(yù)測(cè)函數(shù)(uvuf)；
4、(1.1)可更新的可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)(uvrf)的構(gòu)建：函數(shù)族f(·)(·):{0,1}*→{0,1}*是一族可更新的可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)φ＝(kgen,upk,vpk,p,v)，具體如下：
5、(1.1.1)密鑰生成：(sk0,pk0,ζ0)←kgen(1λ)，在輸入安全參數(shù)1λ后，輸出密鑰對(duì)(sk0,pk0)和正確性證明ζ0，其中sk0為私鑰，pk0為公鑰；
6、(1.1.2)密鑰更新：(pki,ζi)←upk(pki-1)，在輸入一個(gè)有效的驗(yàn)證密鑰pki-1后，輸出更新后的驗(yàn)證密鑰pki和更新過(guò)程的正確性證明ζi；
7、(1.1.3)密鑰驗(yàn)證：在輸入驗(yàn)證密鑰pki和所有證明后，檢查更新后密鑰的有效性。如果驗(yàn)證密鑰pki被正確更新，則返回1，否則返回0；
8、(1.1.4)生成評(píng)估值：(y,ζ)←p(ski,x)，在輸入x和秘密密鑰ski后，輸出評(píng)估值和正確性證明ζ；
9、(1.1.5)驗(yàn)證評(píng)估值：{0,1}←v(pki,x,y,ζ)，驗(yàn)證評(píng)估值是否正確；
10、(1.2)可更新可驗(yàn)證不可預(yù)測(cè)函數(shù)(uvuf)的定義與可更新的可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù)(uvrf)方法相同，只是將uvrf的可更新偽隨機(jī)性替換為可更新不可預(yù)測(cè)性；
11、(2)在可更新模型中，使用可驗(yàn)證不可預(yù)測(cè)函數(shù)uvuf作為構(gòu)建模塊的編譯器，將可更新的非黑盒知識(shí)可靠性u(píng)-nbb-ks(updatable?non-black-box?knowledge?soundness)和可更新的見(jiàn)證不可區(qū)分性u(píng)-wi(updatable?witness?indistinguishability)的nizks和snarks轉(zhuǎn)換為u-nbb-se和u-zk的nizks和snarks；
12、(3)通過(guò)步驟(2)中所述的編譯器和公鑰加密方案改進(jìn)得到的編譯器，將滿足可更新可靠性u(píng)-s(updatable?soundness)和可更新的見(jiàn)證不可區(qū)分性u(píng)-wi的nizks提升為滿足可更新的黑盒模擬可提取性u(píng)-bb-se(updatable?black-box?simulationextractability)和u-zk的nizks，以提高安全性和加密效果，確保攻擊者無(wú)法成功模擬或破解證明。
13、現(xiàn)有的lamassu框架使用一個(gè)具備抗存在性偽造的可更新簽名方案(例如schnorr簽名或ecdsa)σ和一個(gè)強(qiáng)不可偽造的一次性簽名方案σot(例如groth的一次性簽名方案或boneh-boyen簽名)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬可提取性。在計(jì)算中，首先運(yùn)行σ和σot的密鑰生成算法，然后計(jì)算一個(gè)簽名來(lái)認(rèn)證σot的公鑰，這個(gè)公鑰會(huì)在后續(xù)用來(lái)驗(yàn)證證明。
14、本專利技術(shù)則通過(guò)將uvrf/uvuf的公鑰添加到公共參考字符串(crs)中，構(gòu)建一個(gè)lamassu框架的替代方案，從而在證明過(guò)程中繞過(guò)使用schnorr簽名。這縮短了證明的長(zhǎng)度并加快了證明的計(jì)算速度，并避免了公鑰的同態(tài)性要求。本專利技術(shù)給定滿足u-nbb-ks和u-wi的nizks的nizksπ，其對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言其中rl為np關(guān)系，并定義一個(gè)新的語(yǔ)言l’有：
15、
16、語(yǔ)言l’對(duì)應(yīng)的nizks滿足u-nbb-se和u-zk；
17、語(yǔ)言l’的構(gòu)造思路如下：一方面，證明者p通過(guò)見(jiàn)證ω使得來(lái)實(shí)現(xiàn)證明。在這本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于可更新可驗(yàn)證CRS模型通用編譯器的構(gòu)建方法，其特征在于具體步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于通過(guò)將uVRF/uVUF的公鑰添加到公共參考字符串(CRS)中，構(gòu)建一個(gè)Lamassu框架的替代方案，給定滿足U-nBB-KS和U-WI的NIZKs的NIZKsΠ，其對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言其中RL為NP關(guān)系，并定義一個(gè)新的語(yǔ)言L’有：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于通過(guò)設(shè)置crs來(lái)獲知公鑰(pk)對(duì)應(yīng)的私鑰(sk)，在更新時(shí)，或通過(guò)一些知識(shí)假設(shè)來(lái)提取新的私鑰，NIZKs的構(gòu)造方法如下所示：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于步驟(2)基于可更新知識(shí)健全性(U-KS)構(gòu)建方案，更進(jìn)一步，從任何只保證可更新健全性(U-S)的NIZK出發(fā)獲得模擬可提取性(SE)的NIZK；在CRS中包含一個(gè)可更新的、滿足選擇密文攻擊下的不可區(qū)分性的加密方案Ω的公鑰pkΩ，對(duì)應(yīng)的私鑰skΩ作為陷門(mén)被黑箱提取器使用；擴(kuò)展步驟(2)中的關(guān)系，使新關(guān)系包含對(duì)原關(guān)系中的見(jiàn)證w的加密，如下所示：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于可更新可驗(yàn)證crs模型通用編譯器的構(gòu)建方法，其特征在于具體步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于通過(guò)將uvrf/uvuf的公鑰添加到公共參考字符串(crs)中，構(gòu)建一個(gè)lamassu框架的替代方案，給定滿足u-nbb-ks和u-wi的nizks的nizksπ，其對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言其中rl為np關(guān)系，并定義一個(gè)新的語(yǔ)言l’有：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于通過(guò)設(shè)置crs來(lái)獲知公鑰(pk)對(duì)應(yīng)的私鑰(sk)，在更...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：闞海斌，王力冠，鞠元之，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：復(fù)旦大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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