零知识证明之书

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专栏简介 P vs NP 及其在零知识证明中的应用 ZK的算术电路 用于零知识证明的有限域与模运算 为程序员准备的基础集合论 抽象代数 程序员的基本群论 同态映射 椭圆曲线点加法 有限域上的椭圆曲线 Python、Solidity 和 EVM 中的双线性配对(Bilinear Pairings) 将代数电路转换为R1CS(一阶约束系统) 从R1CS构建零知识证明 使用Python实现拉格朗日插值 Schwartz-Zippel 引理及其在零知识证明中的应用 二次算术程序 在Python中将R1CS转换为有限域上的二次算术程序(QAP) 可信设置 在可信设置中评估和二次算术程序 Groth16 详解 Circom 零知识电路简介 Circom 之 Hello World Circom模板参数、变量、循环、If语句、断言 二次约束 - Circom Circom中的符号变量 Circom 中间信号与子组件 先指示再约束 - 在 Circom 中复杂约束条件的方法 先计算,后约束 - ZK 电路设计模式 Circom循环中的组件 使用虚假证明攻击欠约束的Circom电路 Circomlib中的AliasCheck和Num2Bits strict Circom 中的条件语句 Quin Selector(选择器) ZK 中有状态计算简介 在Circom中交换数组中的两个条目 选择排序的零知识证明 在 ZK 中建模栈数据结构 - 如何在 Circom 中创建一个堆栈 ZKVM 的工作原理 ZK中的32位仿真 Circom 中的 MD5 哈希 零知识证明友好的哈希函数 排列论证 - The Permutation Argument Tornado Cash 的工作原理(开发者逐行解析) BulletProofs 详解 什么是Pedersen承诺及其工作原理 多项式承诺通过 Pedersen 承诺实现 零知识乘法 内积的零知识证明 向量承诺的简洁证明 对数大小的承诺证明 Bulletproofs零知识证明:内积的零知识与简洁证明 内积代数 通过随机线性组合减少等式检查(约束)的数量 范围证明

Quin Selector(选择器)

  • RareSkills
  • 发布于 2025-04-16 10:11
  • 阅读 699

本文介绍了Quin Selector这一设计模式,它允许使用信号作为信号数组的索引。文章通过代码示例,展示了如何在Circom中实现Quin Selector,并讨论了优化方法。同时,文章还提到了Circomlib库中的multiplexer组件,它可以实现类似的功能,并提供了一个使用示例。最后,文章提到了该算法的历史渊源。

Quin Selector 是一种设计模式,允许我们使用一个信号作为信号数组的索引。

作为前提,我们假设读者已经阅读了 Circom 中的条件语句章节。

以下代码无法编译,但它说明了我们想要完成的目标:

template ArraySelect(n) {

  signal input in[n];
  signal input index;

  signal output out;

  // won't compile -- non-quadratic constraints
  // 无法编译 -- 非二次约束
  out <== in[index];
}

为了在 Circom 中表达条件,我们将期望的分支乘以 1,其他的乘以 0,然后将所有分支相加。归零的分支不会对总和产生任何影响。Quin selector 遵循相同的逻辑:我们将期望的索引乘以 1,其余的乘以 0,然后对结果求和。

例如,假设我们的输入数组是 in = [5,9,14,20]。选择索引 2 处的项目意味着我们计算:

$$ 5\cdot0+9\cdot0+\boxed{14\cdot1}+20\cdot0=14 $$

换句话说,我们计算 [5,9,14,20][0,0,1,0] 之间的内积,结果为 14。

如果 index 等于期望的索引,则每个“switch”变为 0 或 1。

include "./node_modules/circomlib/comparators.circom";

template ArraySelect(n) {

  signal input in[n];
  signal input index;
  signal output out;

  component eqs[n];

  // prod keeps a running product
  // prod 保持运行乘积
  signal prod[n];

  // prod = 1 * in[i] if i == index else 0
  // 如果 i == index 则 prod = 1 * in[i] 否则为 0
  for (var i = 0; i < n; i++) {
    eqs[i] = IsEqual();
    eqs[i].in[0] <== i;
    eqs[i].in[1] <== index;

    prod[i] <== eqs[i].out * in[i];
  }

  // sum the result
  // 对结果求和
  var sum;
  for (var i = 0; i < n; i++) {
    sum += prod[i];
  }

  out <== sum;
}

上面的代码没有约束索引小于数组的大小。如果索引超出范围,则代码将返回 0 作为结果。DarkForest 中的 Quin Selector 实现 包括对 index 的范围检查,因此我们将读者引用到该模板,以上示例基于该模板:


// out is the sum of in
// out 是 in 的总和
template CalculateTotal(n) {
  signal input in[n];
  signal output out;

  signal sums[n];

  sums[0] <== in[0];

  for (var i = 1; i < n; i++) {
      sums[i] <== sums[i-1] + in[i];
  }

  out <== sums[n-...

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