Saniyede 10 milyon döngü: Jolt'un lattice sürümü hâlâ Alfa aşamasında

Sıfır bilgi sanal makinesi (zkVM) “Jolt”, eliptik eğri tabanlı polinom taahhüt yöntemini kafes (lattice) tabanlı bir yapıyla değiştirerek hem kuantum-sonrası güvenlik hem de ispat performansında iyileşme sunduğunu açıkladı. Ancak Jolt'un açık kaynak deposunda proje hâlâ Alfa aşaması olarak işaretleniyor; bu da gerçek hizmetlere uygulanmadan önce ek doğrulama gerektiği anlamına geliyor.

a16z crypto (Andreessen Horowitz Crypto), teknik dokümanında Jolt'un polinom taahhüt yönteminin “Dory”den kafes tabanlı “Akita”ya değiştirildiğini belirtti. Akita, Module-SIS varsayımına dayanıyor ve 128 bitlik bir güvenlik seviyesini hedefliyor.

Polinom taahhüdü, bir hesaplamanın sonucunu doğrudan açıklamadan, o hesaplamanın doğru şekilde yapıldığını ispatlamaya yarayan bir tekniktir. Jolt, RISC-V programlarının çalıştırma sonuçlarını sıfır bilgi ispatıyla doğrulayan bir yapı kullanıyor.

Bu değişiklik, Jolt'un temel ispat bileşenlerinden bir kısmının, kuantum bilgisayar saldırılarına karşı dayanıklı kriptografik varsayımlarla değiştirilmesi anlamına geliyor. Module-SIS ile aynı aileden varsayımlar, ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün (NIST) standartlaştırdığı kuantum dirençli imza yöntemi ML-DSA ile anahtar kurulum yöntemi ML-KEM'de de kullanılıyor.

Performans artışının boyutu donanıma ve kriptografik yapıya göre değişiyor. Aynı dizüstü bilgisayarda, eliptik eğri tabanlı eski Jolt sürümü saniyede 1 milyondan fazla RISC-V RV64IMAC döngüsü ispatlarken, kafes tabanlı Jolt saniyede 2 milyonun üzerine çıktı.

Apple Metal kullanan MacBook GPU ortamında ise kafes tabanlı Jolt saniyede 10 milyondan fazla döngü işledi. Aynı MacBook üzerinde Metal uygulanan eliptik eğri tabanlı Jolt de saniyede yaklaşık 4 milyon döngüye ulaştı; bu nedenle “önceki sürüme göre 3 kat” ifadesi CPU ve GPU koşulları ayrı ayrı değerlendirilerek yorumlanmalı.

Hız artışının arkasındaki nedenlerden biri olarak alan (field) büyüklüğü gösterildi. Eliptik eğri yöntemi 256 bitlik bir alanda çalışırken, kafes tabanlı yapı benzer bir güvenlik seviyesine 128 bitlik alanda ulaşabiliyor; bu da alan elemanı çarpma maliyetini azaltıyor.

Ancak bu karşılaştırma, belirli bir uygulama ve donanım kullanılarak yapılan kuruma özgü bir kıyaslama testidir. Aynı oranda performans artışının başka zkVM'lerde veya farklı çalışma ortamlarında da tekrarlanacağı kesin olarak söylenemez.

İspat boyutunun 100KB'ın altında olduğu belirtildi. Seul Ulusal Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nün Akita ile ilgili seminer materyalinde ise 128 bitlik alanda 2^26 boyutunda bir polinomun M4 Max ile işlendiği ayrı bir deneyde ispat boyutu 106KB olarak kaydedildi.

Bu iki rakam farklı uygulama ve deney koşullarına dayanıyor. Bir başka deyişle, 100KB'ın altındaki rakam a16z crypto'nun açıkladığı koşullara ait sonuçken, 106KB ayrı bir kıyaslama testinden elde edilen değer; ikisi birbirinden ayrı değerlendirilmeli.

Akita'nın geliştirilmesinde LayerZero'nun araştırma ekibi ve mühendisleri yer aldı; Carnegie Mellon Üniversitesi, Güney Kaliforniya Üniversitesi ve a16z crypto araştırmacıları da bu çalışmaya katkıda bulundu. LayerZero, Akita'yı diğer sıfır bilgi ispat sistemlerine de uygulanabilecek açık kaynaklı bir temel teknoloji olarak tanıttı.

LayerZero, Akita'yı “üretime hazır” (production-ready) bir teknoloji olarak tanımladı. Buna karşın a16z'nin Jolt açık kaynak deposu, Jolt'u Alfa aşamasında olarak işaretlemeye devam ediyor ve projenin şu an için üretim ortamında kullanıma uygun olmadığını açıkça belirtiyor.

Bu nedenle söz konusu duyurunun, kuantum-sonrası zkVM'nin bileşenlerini ve performansını test eden bir teknik açıklama olarak değerlendirilmesi daha isabetli görünüyor. Çünkü teknik açıklama, gerçek blok zinciri hizmetlerine dağıtım ve güvenlik doğrulaması birbirinden ayrı aşamalardır.

TokenPost'un daha önceki lattice Jolt haberinde de Dory'nin Akita ile değiştirilerek ispat hızı ve boyutunun iyileştirildiği aktarılmıştı. Bu yeni materyal ise CPU ve GPU ortamları arasındaki performans farkına ve Akita'nın ticarileşme aşamasına odaklanıyor.

a16z crypto, Jolt'a sıfır bilgi özelliği (zero-knowledge) ekleyecek bir sonraki makaleyi yayınlamayı planladığını belirtti. Somut bir yayın tarihi paylaşılmadı; gerçek blok zinciri ağlarında ve mobil ortamlarda sürdürülebilir performansın ise sonraki makale ve bağımsız kıyaslama testleriyle doğrulanması bekleniyor.