關于Sinsemilla哈希函數在OlaVM中的應用-ODAILY_ESI

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。

ConsenSys敦促美SEC撤回其關于交易所定義的修正案:6月14日消息，ConsenSys律師Bill Hughes表示，ConsenSys提交了其對美國證券交易委員會（SEC）關于交易所定義修正案的意見。稱如果這些修正案以其目前的形式定稿，將是不合法的，盡管該修正案在200多頁中從未提及加密貨幣、區塊鏈技術或其應用，但修正案和相關規則適用于基于區塊鏈的系統。

ConsenSys敦促委員會撤回該修正案，希望委員會與區塊鏈社區進行密切接觸，以達成一個合理的監管框架。[2023/6/14 21:36:14]

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'。

聚幣Jubi：關于網絡不實謠言的聲明:近日，個別用戶在社群中傳播關于聚幣Jubi團隊的不實謠言，對此，聚幣Jubi鄭重聲明：聚幣Jubi平臺產品及團隊人員一切正常，謠言系群內用戶惡意杜撰。請廣大用戶提高警惕，不信謠，不傳謠，對于造謠者聚幣將保留追究其法律責任的權利。

聚幣Jubi于2020年2月被新加坡Uniweb集團全資收購，并取得多項新加坡金管局豁免經營權，公司及團隊均在新加坡，將始終遵循監管法規、合規運行保護客戶資產安全。[2020/8/22]

?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)。

動態 | 烏克蘭國會收到一項關于應如何對與加密有關的收入征稅的草案:據Coindesk消息，一項草案規定了烏克蘭應如何對與加密有關的收入征稅，該草案已提交給該國議會Verkhovna Rada。該法案是由烏克蘭數字轉型部、區塊鏈4ukraine派系議會協會和更好的監管交付辦公室(BRDO)組織起草的。這份由13名議會成員撰寫的文件旨在修訂烏克蘭的稅法，并引入與加密資產相關的主要概念。該法案將此類資產定義為“一種特殊類型的有價值財產，以數字形式創建、記賬并通過電子方式處理”，比如加密貨幣、代幣以及草案中未指定的其他類型。總部位于烏克蘭的加密貨幣交易所Kuna的創始人，烏克蘭區塊鏈協會主席Michael Chobanian表示，他相信這項法律將奏效，但該行業還面臨其他障礙，需要解決。[2019/11/20]

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。

動態 |奧克蘭 IEEE安全與隱私研討會接受IOHK關于側鏈的研究:根據cryptoninjas消息，區塊鏈研發公司IOHK宣布，其最近發表的關于側鏈協議的論文已被奧克蘭網絡安全會議接受。該論文首次給出了側鏈系統的正式定義，演示了如何在區塊鏈之間安全地移動資產，并給出了適用于區塊鏈驗證的側鏈構造。側鏈被設想為改善區塊鏈可伸縮性問題的機制，支持區塊鏈協議之間無縫和高效的互操作性。到目前為止，還沒有人嘗試過一種可以證明是安全的構造。IOHK的研究還詳細說明了“防火墻”的特性，以限制側鏈故障對區塊鏈的影響。[2019/1/11]

b.preimage-resistance不可以歸約為collisionresistance，即collisionresistance滿足，則preimageresistance未必滿足。

2.什么是randomoracle(RO)？

randomoracle(RO)用以下模型來描述：

fex發布關于暫停FEX幣充提的通知:fex發布關于暫停FEX幣充提的通知，由于近期基于以太坊ERC20標準的智能合約出現新型漏洞：代理轉賬（TransferFrom）函數的時候沒有檢測代理額度是否充足便允許轉賬。FEX平臺從即日起暫停FEX幣充提，恢復時間請關注平臺公告。[2018/5/24]

?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.

?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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