Rust零知识证明库zcash_proofs的使用,zcash_proofs提供高效zk-SNARKs验证和加密功能

zcash_proofs

这个库包含Zcash的zk-SNARK电路,以及创建和验证证明的API。

许可证

可选择以下任一许可证:

  • Apache License, Version 2.0
  • MIT license

贡献

除非您明确声明,否则根据Apache-2.0许可证提交的任何贡献应按照上述双重许可,不附加任何额外条款或条件。

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令:

cargo add zcash_proofs

或在Cargo.toml中添加:

zcash_proofs = "0.23.0"

示例代码

以下是一个使用zcash_proofs进行zk-SNARKs验证的完整示例:

use zcash_proofs::{
    sapling::{SaplingProvingContext, SaplingVerificationContext},
    prover::local_transaction_prover,
    parameters::{load_parameters, Parameters},
};

fn main() {
    // 加载zk-SNARK参数
    let params = load_parameters().expect("Failed to load parameters");
    
    // 创建证明上下文
    let mut proving_ctx = SaplingProvingContext::new();
    
    // 创建验证上下文
    let mut verification_ctx = SaplingVerificationContext::new();
    
    // 假设的交易数据
    let value = 100u64;
    let rcv = [0u8; 32];
    let alpha = [0u8; 32];
    
    // 创建支出证明
    let proof = {
        let ctx = proving_ctx.as_mut();
        local_transaction_prover::spend_proof(
            ctx,
            &params.spend,
            rcv,
            alpha,
            value,
        )
    }.expect("Failed to create spend proof");
    
    // 验证证明
    let valid = {
        let ctx = verification_ctx.as_mut();
        local_transaction_prover::verify_spend_proof(
            ctx,
            &params.spend,
            proof,
            rcv,
            value,
        )
    }.expect("Failed to verify proof");
    
    println!("Proof verification result: {}", valid);
}

这个示例展示了:

  1. 加载zk-SNARK参数
  2. 创建证明和验证上下文
  3. 生成支出证明
  4. 验证证明的有效性

注意:实际使用时需要根据具体业务场景调整参数和数据。

完整示例代码

以下是一个更完整的示例,包含输入和输出证明的创建与验证:

use zcash_proofs::{
    sapling::{SaplingProvingContext, SaplingVerificationContext},
    prover::local_transaction_prover,
    parameters::{load_parameters, Parameters},
};

fn main() {
    // 加载zk-SNARK参数
    let params = load_parameters().expect("Failed to load parameters");
    
    // 创建证明上下文
    let mut proving_ctx = SaplingProvingContext::new();
    
    // 创建验证上下文
    let mut verification_ctx = SaplingVerificationContext::new();
    
    // 输入交易数据
    let input_value = 500u64;
    let input_rcv = [1u8; 32];
    let input_alpha = [2u8; 32];
    
    // 输出交易数据
    let output_value = 400u64;
    let output_rcv = [3u8; 32];
    let output_alpha = [4u8; 32];
    
    // 创建输入证明(支出证明)
    let input_proof = {
        let ctx = proving_ctx.as_mut();
        local_transaction_prover::spend_proof(
            ctx,
            &params.spend,
            input_rcv,
            input_alpha,
            input_value,
        )
    }.expect("Failed to create input proof");
    
    // 创建输出证明(接收证明)
    let output_proof = {
        let ctx = proving_ctx.as_mut();
        local_transaction_prover::output_proof(
            ctx,
            &params.output,
            output_rcv,
            output_alpha,
            output_value,
        )
    }.expect("Failed to create output proof");
    
    // 验证输入证明
    let input_valid = {
        let ctx = verification_ctx.as_mut();
        local_transaction_prover::verify_spend_proof(
            ctx,
            &params.spend,
            input_proof,
            input_rcv,
            input_value,
        )
    }.expect("Failed to verify input proof");
    
    // 验证输出证明
    let output_valid = {
        let ctx = verification_ctx.as_mut();
        local_transaction_prover::verify_output_proof(
            ctx,
            &params.output,
            output_proof,
            output_rcv,
            output_value,
        )
    }.expect("Failed to verify output proof");
    
    println!("Input proof verification result: {}", input_valid);
    println!("Output proof verification result: {}", output_valid);
    
    // 验证交易平衡
    let balance_valid = input_value == output_value + 100; // 假设手续费为100
    println!("Transaction balance valid: {}", balance_valid);
}

这个扩展示例展示了:

  1. 同时处理输入和输出证明
  2. 创建和验证支出(spend)和接收(output)两种证明类型
  3. 简单的交易平衡检查
  4. 更完整的交易数据处理流程

注意:实际开发中需要根据业务需求处理真实的交易数据和适当的错误处理。


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Rust零知识证明库zcash_proofs的使用指南

zcash_proofs是Zcash项目中的一个Rust库,提供了高效的zk-SNARKs验证和加密功能,主要用于Zcash的隐私交易实现。

主要功能

  1. 零知识证明的生成和验证
  2. 椭圆曲线密码学操作
  3. 参数生成和加载
  4. 高效证明系统实现

安装方法

Cargo.toml中添加依赖:

[dependencies]
zcash_proofs = "11.0"

完整示例代码

下面是一个完整的示例,展示如何使用zcash_proofs进行零知识证明的生成和验证:

use zcash_proofs::{
    prover::LocalTxProver,
    parameters::load_parameters,
    sapling::{SpendDescription, Note, ValueCommitment},
    verifier::BatchVerifier
};
use bls12_381::Scalar;
use rand::rngs::OsRng;

fn main() {
    // 1. 加载参数
    let params = load_parameters(
        None,  // 使用默认参数路径
        None   // 使用默认下载URL
    ).expect("Failed to load parameters");
    
    // 创建本地交易证明器
    let prover = LocalTxProver::new(params);
    
    // 2. 创建证明
    // 创建示例Note和ValueCommitment
    let note = Note::new(
        OsRng, 
        Scalar::random(&mut OsRng),
        Scalar::random(&mut OsRng),
        Scalar::random(&mut OsRng),
        100u64  // 金额
    );
    
    let value_commitment = ValueCommitment {
        value: 100u64,
        randomness: Scalar::random(&mut OsRng),
    };
    
    // 创建支出描述
    let spend_desc = SpendDescription::new(
        note,
        value_commitment,
        Scalar::random(&mut OsRng),  // 随机性
        Scalar::random(&mut OsRng),  // 证明生成随机性
    );
    
    // 生成支出证明
    let proof = prover.spend_proof(&spend_desc)
        .expect("Failed to generate spend proof");
    
    println!("成功生成零知识证明");
    
    // 3. 验证证明
    let mut verifier = BatchVerifier::new();
    verifier.add_spend(&proof);
    
    let is_valid = verifier.verify()
        .expect("验证失败");
    
    println!("证明验证结果: {}", is_valid);
}

代码说明

  1. 参数加载

    • 使用load_parameters加载Zcash的Sprout参数
    • 参数默认存储在~/.zcash-params/目录下
  2. 证明生成

    • 创建Note对象表示交易输入
    • 创建ValueCommitment表示金额承诺
    • 使用SpendDescription构建支出描述
    • 调用spend_proof生成零知识证明
  3. 证明验证

    • 使用BatchVerifier创建验证器
    • 添加待验证的证明
    • 调用verify执行批量验证

注意事项

  1. 首次运行前需要下载Zcash的参数文件(约1GB+),默认会下载到~/.zcash-params/目录
  2. 证明生成是计算密集型操作,可能需要较长时间
  3. 确保使用最新版本以获得最佳性能和安全性
  4. 实际使用时需要填充完整的交易参数

示例项目结构

my_zcash_app/
├── Cargo.toml
├── params/          # 存放参数文件的目录
│   ├── sprout-...
│   └── sapling-...
└── src/
    └── main.rs

zcash_proofs提供了强大的零知识证明功能,特别适合需要隐私保护的区块链应用开发。使用时请确保遵守相关法律法规。

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