關于Sinsemilla哈希函數在OlaVM中的應用-ODAILY_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。

美SEC專員：國會正在積極考慮關于穩定幣的問題:金色財經報道，美國SEC專員Hester Peirce在社交媒體上稱，收到很多關于穩定幣和 SEC 的問題，當然是事實和情況，但 SEC 應該聽從國會的意見，國會正在積極考慮這個問題。與此同時，我們和其他監管機構可以舉行公開圓桌會議。強制措施不是制定規則的方式。

Circle首席執行官Jeremy Allaire轉發該條推送稱，現在是國會忙于立法的時候了。當事情是新的、復雜的、對社會有廣泛影響的時候，你就該這樣做。[2023/2/23 12:25:14]

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'。

Compound社區發起關于Augur遷移提案017:7月20日，Compound社區發起關于Augur遷移提案017，提案內容如下：1.在Augur v2推出時：禁止REP v1的新供應和借用。2.在其分叉日期前10周：將REPv1抵押系數設為0%。鼓勵v1的人轉換成v2；如果REPv1的貸款還有剩余，使用高利率來平倉，例如10%的日利率或其他；假設一些交易所已經將其上線，或Dex具有足夠流動性的v2，則將具有與v1相同的抵押規則的v2添加到具有新cREP合約的抵押品規則中。3.在其分叉日期前2周： 將儲備中的所有REPv1升級到REPv2。[2020/7/20]

?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)。

?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)。

MGD關于“多家幣圈媒體報道徐明星先生與李豐先生爭執一事”的聲明:今日，多家幣圈媒體報道徐明星先生與李豐先生爭執一事。提到“徐當時是拿1500個比特幣投資了MGD項目，現在項目還沒上線，徐卻反悔了，想要回去，自己不同意他卻撕破臉皮！”MassGrid（MGD）團隊今日發布聲明如下：1. MGD項目從未收到過徐明星先生的投資，媒體報道與事實不符；2. MGD項目早已于2017年10月14日主網上線，并已上線5家交易所，“項目沒上線”與事實不符。經MGD調查，所謂“李豐先生的回應”為網友的調侃惡搞，部分媒體誤當做真實消息予以發布。[2018/6/20]

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。

HB.top發布關于開通OMG提現公告:HB.top發布公告稱，現已開通OMG的提幣業務。OmiseGO是一個去中心化交易和支付平臺。現全球均價114.3元，24小時跌幅達1.47%。[2018/5/4]

2.什么是randomoracle(RO)？

randomoracle(RO)用以下模型來描述：

?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.

德國金融監管機構澄清關于首次代幣發行的立場:德國金融監管機構澄清了其對首次代幣發行產品的立場。一項新的調查發現，超過三分之二的德國人知道比特幣。對此，聯邦機構建議有關各方參考適用于傳統金融工具的規定并遵守當前的規定要求。[2018/2/22]

?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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