關于Sinsemilla哈希函數在OlaVM中的應用-ODAILY_ESI:IST

很高興，我們在2022年7月25日發布了OlaVM，一個EVM兼容的ZKVM方案。由于ZKEVM本身一直是個熱門的賽道，所以OlaVM一經發布，就很榮幸的受到了行業內大佬們的一些關注。

在這里，我們首先非常感謝DairaHopwood大佬(也是Zcash協議的主要作者)針對OlaVM的設計提出的一些問題。其中，比較核心的一點是ECDSA和Schnorr簽名算法里Hash的選擇問題，具體的表述如下圖所示：

DairaHopwood的意思可以簡單理解為:SinsemillaHash的安全級別只有collision-resistant,因此不能當做一個randomoracle(RO)；而在ECDSA和Schnorr簽名算法中，為了足夠的安全，需要要求這個Hash可以當做randomoracle(RO)。為了能更好的理解，我們需要先了解一些概念。

Yearn.finance社區發起關于增發1000枚YFI用于獎勵開發人員的提案:據Yearn.finance官方治理網站，Yearn.finance社區發起提案，計劃增發1000枚YFI用于獎勵開發人員。目前，在225名投票參與者中，有66%的人反對此提案。據悉，YFI的發行總量恒定為3萬枚。此前也有幾次增發YFI的提案，均未通過。[2021/1/15 16:12:53]

1.cryptographichashfunction(CHF)的安全屬性有哪些?

根據論文CryptographicHash-FunctionBasics里的定義可知，CHF對應的安全屬性有以下3類：

?preimage-resistance—基本上對于所有預先指定輸出，要找到任何散列到該輸出的輸入，在計算上是不可行的，例如，當給定任意未知輸入的y時，要找到使h(x')=y的所有原像(preimage)x'。

MOMOEX交易平臺關于上線SRC/USDT幣對的公告:MOMOEX交易平臺即將開放SRC的充值、提現，并開放SRC/USDT交易對，具體時間如下：

1、開放充值時間：2020年9月27日18：00（GMT+8）；

2、開放交易時間：2020年9月28日15：00（GMT+8）；

3、開放提現時間：2020年9月28日18：00（GMT+8）；

項目介紹： Sparkcoin，中文名\"星云\"，代號“SRC”。Sparkcoin 其核心團隊獨立開發基于神經網絡與深度學習的多因子可信認證系統，在此基礎上開發的 DEFI 去中心化代幣投資管理平臺區塊鏈。

據悉，MOMOEX由ChainUP Capital基金投資和深度支持，品牌愿景是為用戶提供“More Safety、More Benefits 更加安全、更多收益”的優質交易平臺。[2020/9/14]

?2nd-preimageresistance—要找到與任何指定輸入具有相同輸出的任何第二輸入，在計算上是不可行的，例如，給定x，要找到一個第二原像x'=x，使h(x')=h(x)。

分析：FSB關于全球穩定幣的監管建議或影響重大:據此前報道，G20金融穩定委員會（FSB）提出10條建議，提議設定全球通用規則以避免穩定幣破壞金融穩定。FSB的文件闡述了全球穩定幣可能引發的監管和監督挑戰，提議加強跨境合作。報告中列舉的穩定幣包括USDT、USDC、TUSD、PAX、DAI等。FSB提到，“當局應該有能力減輕與其管轄范圍內不符合適用法規、監管和監督要求的某些或特定穩定幣相關的風險或禁止使用這些穩定幣。”相關當局應利用必要的權力來監管、控制甚至禁止任何和所有與運營、發行、管理、提供托管以及與全球穩定幣相關的交易或交換相關的活動。

Crypto Briefing文章稱，鑒于市場對穩定幣的嚴重依賴，這份文件雖然只是咨詢性質的，如果某些穩定幣被禁止可能會給比特幣以及加密貨幣市場帶來災難。根據FSB的建議，去中心化和集中化的穩定幣都將受到審查，并暗示應僅允許基于許可的穩定幣進行操作。FSB提議當局應有能力要求所謂的全球穩定幣（GSC）計劃的管理方式有利于有效的監管和監督，包括禁止完全去中心化的系統。對于Tether等穩定幣業務來說可能是可怕的，因為遵守相關規定的成本巨大。DeFI領域也可能因此受到影響。[2020/4/14]

?collisionresistance—要找到任意兩個散列到相同輸出的不同輸入，在計算上是不可行的，例如，使h(x')=h(x)。

Kucion關于升級GAS發放系統的公告:Kucion發布公告稱，為了提高GAS的發放效率，將對持有NEO用戶發放GAS的系統進行升級維護，在此期間GAS將暫停發放，預計將會在5月28日 18:00 完成系統升級，如提前升級完成，將另行公告。[2018/5/24]

需要注意的是：

a.2nd-preimageresistance可以歸約為collisionresistance，即collisionresistance滿足，則2nd-preimageresistance必定滿足。

b.preimage-resistance不可以歸約為collisionresistance，即collisionresistance滿足，則preimageresistance未必滿足。

2.什么是randomoracle(RO)？

randomoracle(RO)用以下模型來描述：

K網國際站關于暫緩投票上幣的公告:因參與項目方們考慮到市場行情、開發進度等因素，經協商，K網國際站決定暫緩第二期投票上幣活動，活動延至2018年5月23日開啟。[2018/5/17]

?有一個黑盒子。盒子里住著一個侏儒，還有一本大書和一些骰子。

?我們可以向盒子里輸入一些數據。

?給定侏儒一些事先沒有看到的輸入，他用骰子在一些常規空間中均勻且隨機地生成一個新的輸出。侏儒還會在書中寫下輸入和新生成的輸出。

?如果給定侏儒一個已經看到的輸入，他就用書來恢復他上次返回的輸出，并再次返回。

簡單來概括下RO的行為，假設輸入為x：

?如果x之前輸入過，則直接返回對應的H.

?如果x未曾輸入過，則RO會在完全隨機的在值域里生成一個由0,1組成的字符串。

需要注意的是：

?這里的完全隨機意味著，連RO自己都不知道最終會是一個什么值，它是沒有規則可循的，這是和Hash的主要區別，任何Hash都是有自己的計算規則的。

但是在現實的世界中，實現一個真正的RO是很困難的；因此，我們需要為RO尋找一個潛在候選者，需要盡可能的使得輸出看起來是隨機的。Hash函數是一個不錯的選擇，一個安全的Hash函數需要滿足preimage-resistance、2nd-preimageresistance、collisionresistance。一個可以當做RO的Hash是肯定要滿足這三個屬性的，但是滿足這三個屬性的Hash不一定就可以當做RO；它們之間是一種必要不充分關系。更多的細節可以參考Whatisthe"RandomOracleModel"andwhyisitcontroversial?

3.Hash在ECDSA和Schnorr簽名算中的要求?

在論文OnthesecurityofECDSAwithadditivekeyderivationandpresignatures和OntheExactSecurityofSchnorr-TypeSignaturesintheRandomOracleModel中提到，ECDSA和Schnorr簽名算法里的Hash函數都需要可以被認為是RO，才是安全的。根據前面的描述，則這個Hash需要滿足CHF的所有安全屬性preimage-resistance、2nd-preimageresistance、collisionresistance。

4.關于Sinsemilla哈希函數?

Sinsemilla哈希函數是由DairaHopwood和SeanBowe一起設計，底層依賴ECDLP(EllipticCurveDiscreteLogarithmProblem)。在固定長度的輸入下，Sinsemilla哈希函數滿足collisionresistance，不滿足preimageresistant屬性，原因可以參考DairaHopwood的回答。

根據Zcash協議說明書，設計Sinsemilla哈希函數的初衷是為了在零知識證明算法Halo2的執行過程中，充分利用Lookup-friendly的優勢，來提高Halo2的執行效率；因此，Sinsemilla哈希函數是一個Lookup-friendly的哈希函數，它更適合用于承諾的計算和Merkletreeroot的計算。

5.總結

再次感謝DairaHopwood的指導，讓我們對cryptographichashfunction(CHF)的使用有了更深的認知。我們將繼續廣泛聽取意見，在高效性和安全性方面對設計方案進行持續優化。

Sinsemilla哈希函數會仍然用于Olavm設計中的其他合適模塊；簽名部分的Hash函數，我們將會在安全的哈希函數中，擇優選擇，比如Poseidon哈希函數、ReinforcedConcrete哈希函數等。

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