Kanıtlama hızı 2-3 kat arttı: Kuantum dirençli Lattice Jolt açıklandı

Andreessen Horowitz(a16z), kanıtlama ve doğrulama hızını mevcut sisteme göre 2-3 kat artıran, kanıt boyutunu ise 100 KB'ın altına indiren açık kaynaklı bir sıfır bilgi sanal makinesi (zkVM) olan 'Lattice Jolt'u duyurdu.

a16z, 9'unda (yerel saatte) yayımladığı teknik dokümanda, mevcut Jolt yapısını koruyarak eliptik eğri tabanlı kriptografiyi kafes (lattice) tabanlı kriptografiyle değiştirdiğini açıkladı. Polinom taahhüt yöntemi de önceki 'Dory'den, modül-SIS varsayımına dayanan 'Akita'ya geçirildi. Lattice Jolt, 128 bit güvenlik seviyesini hedefliyor.

zkVM, belirli bir programın sanal makinede doğru şekilde çalıştırıldığını kanıtlayan bir sistem. Geliştiriciler karmaşık kriptografik devreler tasarlamak zorunda kalmadan sıradan bir program yazıp, çalıştırma sonucuna dair bir kanıt üretebiliyor.

Performans artışının arkasında alan (field) boyutu farkı var. Eliptik eğri tabanlı eski Jolt 256 bitlik bir alanda çalışırken, Lattice Jolt benzer güvenlik seviyesini 128 bitlik bir alanda sağlıyor. a16z, aynı dizüstü bilgisayarda eğri tabanlı eski Jolt'un işlem hacminin saniyede yaklaşık 700 bin RISC-V RV64IMAC döngüsünden 1 milyonun üzerine çıktığını, Lattice Jolt'un ise saniyede 2 milyonu aştığını belirtti.

Apple MacBook'ta Metal GPU hızlandırması uygulanan Lattice Jolt, saniyede 10 milyonun üzerinde döngü kanıtladı. Yalnızca CPU kullanıldığında da saniyede 2 milyonun üzerinde döngüye ulaşıldı. a16z, kanıtlayıcı bellek kullanımının döngü başına yaklaşık 300 bayttan 200 bayta düştüğünü aktardı.

Kanıt boyutu 100 KB'ın altında olarak sunuldu. Karşılaştırma için belirtilen diğer kuantum dirençli zkVM'lerin kanıt boyutları 200 KB'ın üzerinden yaklaşık 600 KB'a kadar değişiyor. Kanıt boyutunun küçülmesi, blok zinciri kaydı veya ağ üzerinden aktarım sırasındaki veri yükünü azaltabiliyor.

LayerZero(ZRO) da aynı gün, Akita'nın kanıt boyutunu uygulamaya göre 65-80 KB olarak paylaştı. Şirket, Akita uygulandığında Jolt'un kanıtlama süresinin 2-3 kat kısaldığını, bellek kullanımının ise yaklaşık yarıya indiğini açıkladı. Bu rakamlar LayerZero'nun kendi açıklamasına dayanıyor ve a16z'nin 100 KB altı rakamıyla aynı koşullarda ölçülüp ölçülmediği doğrulanmadı.

Seul Ulusal Üniversitesi(Seoul National University) Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nün 24 Haziran'da yayımladığı seminer materyalinde, 128 bitlik alan ve belirli deney koşullarında Akita'nın kanıt boyutu 106 KB, kanıtlama süresi 2,5 saniye, doğrulama süresi 20 milisaniye olarak verildi. Aynı materyalde, Akita'nın Jolt'a entegre edilmesi durumunda kanıtlama süresinin mevcut eliptik eğri tabanlı sürüme göre 3 kat hızlanmasının beklendiği belirtildi. Bu rakamlar araştırma kıyaslaması ve beklentisi olup gerçek ana ağ (mainnet) performansını yansıtmıyor.

Kafes tabanlı kriptografi, kuantum bilgisayar saldırılarına karşı hazırlık sürecinde kullanılan bir kriptografik geçiş yöntemi. ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), 2024'te kuantum dirençli kriptografi standardı olarak kafes tabanlı ML-KEM ve ML-DSA ile hash tabanlı SLH-DSA'yı kesinleştirmişti. Ancak bu, Akita'nın doğrudan NIST standart algoritması olduğu anlamına gelmiyor.

Bu duyuru, LayerZero ve a16z'nin polinom taahhüt katmanını kafes tabanlı bir yapıyla değiştirdiği önceki duyurunun devamı niteliğinde. a16z, Lattice Jolt'a sıfır bilgi işlevi ekleyen tamamlayıcı bir makale yayımlamayı planladığını belirtti. Gerçek mobil ve ana ağ dağıtımı ile uzun vadeli kriptanaliz sonuçları ise ileride yapılacak duyurularla netleşecek.