Explorando Circle STARKs

En los últimos años, la tendencia en el diseño del protocolo STARKs es hacia el uso de campos matemáticos más pequeños. Las primeras implementaciones de STARKs utilizaban campos de 256 bits, pero este diseño tiene una eficiencia baja. Para mejorar la velocidad de la prueba, STARKs comenzó a utilizar campos más pequeños, como Goldilocks, Mersenne31 y BabyBear.

El uso de campos pequeños puede aumentar significativamente la velocidad de prueba, pero también presenta algunos desafíos de seguridad. El problema principal es que hay menos valores aleatorios seleccionables en campos pequeños, lo que facilita que los atacantes los adivinen. Para resolver este problema, hay dos soluciones: realizar múltiples verificaciones aleatorias o utilizar campos ampliados.

Circle STARKs es una solución ingeniosa que implementa un protocolo FRI eficiente sobre el campo Mersenne31. Circle STARKs aprovecha las propiedades geométricas del grupo circular para construir un sistema de pruebas similar al FRI convencional.

Los puntos clave de Circle STARKs incluyen:

1. Usar un mapeo de dos a uno sobre un grupo circular en lugar del mapeo cuadrático convencional en FRI.
2. Comprimir el polinomio a un espacio unidimensional para su procesamiento
3. Se diseñó un algoritmo Circle FFT especial
4. Utilizar diferentes métodos de construcción de operaciones comerciales y polinomios desaparecidos.
5. Usar el orden inverso de secuencia modificado

En comparación con los STARKs convencionales, los Circle STARKs no son conceptualmente mucho más complejos. Ocultan las matemáticas complejas detrás, y los desarrolladores pueden utilizarlos como lo harían con los STARKs convencionales.

Circle STARKs combina el campo Mersenne31, lo que permite un sistema de pruebas muy eficiente. Aprovecha al máximo las ventajas del campo primo de 31 bits, reduciendo el desperdicio de espacio.

Las posibles direcciones de optimización de STARKs en el futuro incluyen:

• Optimización de la aritmética de primitivas criptográficas básicas como funciones hash.
• Usar la construcción recursiva para aumentar la paralelización
• Mejorar la aritmética de la máquina virtual para mejorar la experiencia de desarrollo

Circle STARKs es una variante de STARK ingeniosa y eficiente, que ofrece nuevas ideas para construir sistemas de prueba de conocimiento cero más rápidos y prácticos.