ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В работе обсуждаются модели и методы реализации криптографических алгоритмов доказательства с нулевым разглашением и рассматриваются различные формы этих алгоритмов, такие как zk-SNARK и zk-STARK. Применение реализации данных алгоритмов обсуждается в рамках построения системы цифровой (суверенной) личности. Также в работе подробно разбирается технология zk-STARK, приводятся последовательные шаги и математические абстракции, которые могут реализовать подобный алгоритм и применить его в конструируемом решении. Реализация алгоритма приводится на примере формулировки гипотезы Коллатца, рассматривается построение запроса, формирование ограничений запроса (constraints), описывается пример формирования полинома с высокой степенью и последующего применения технологии FRI (Fast Reed-Solomon Interactive Oracle Proofs of Proximity). В работе также разбирается механизм работы со степенями полинома, позволяющий снизить степень и упростить работу алгоритма. Предложен новый метод, позволяющий повысить безопасность систем, использующих распределенный реестр данных (блокчейн): в работе рассматривается разработанный прототип, использующий технологию zk-STARK, которая избавляется от доверенной установки (потенциальной уязвимости zk-SNARK) и реализует алгоритм, устойчивый к атакам, с использованием квантовых компьютеров. Применение алгоритма рассматривается на прототипе блокчейна, который позволяет выпускать новые транзакции с поддержкой описанного метода. В работе приведены метрики прототипа, измерение количества транзакций в секунду, а также времени отклика узла блокчейна и потребляемой одним узлом оперативной памяти.