Rust加密库crate_crypto_internal_eth_kzg_maybe_rayon的使用：支持以太坊KZG多项式承诺与并行计算的密码学工具

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add crate_crypto_internal_eth_kzg_maybe_rayon

或者在Cargo.toml中添加以下行：

crate_crypto_internal_eth_kzg_maybe_rayon = "0.6.0"

基本用法示例

以下是使用该库进行KZG多项式承诺的基本示例：

use crate_crypto_internal_eth_kzg_maybe_rayon::{
    eth_kzg::Kzg, 
    polynomial::Polynomial,
    srs::Srs,
    maybe_rayon::prelude::* // 导入并行计算支持
};

fn main() {
    // 初始化可信设置参数(SRS)
    let srs = Srs::new(4096); // 使用4096的规模
    
    // 创建一个随机多项式
    let poly = Polynomial::random(1024);
    
    // 创建KZG实例
    let kzg = Kzg::new(srs);
    
    // 计算多项式承诺(使用并行计算)
    let commitment = kzg.commit_parallel(&poly);
    
    // 生成随机评估点
    let z = rand::random();
    
    // 计算多项式在z点的值
    let y = poly.evaluate(z);
    
    // 生成证明(使用并行计算)
    let proof = kzg.open_parallel(&poly, z);
    
    // 验证证明
    let is_valid = kzg.verify(&commitment, z, y, &proof);
    
    println!("Proof verification result: {}", is_valid);
}

并行计算示例

该库特别提供了对Rayon的支持，可以充分利用多核CPU进行并行计算：

use crate_crypto_internal_eth_kzg_maybe_rayon::{
    eth_kzg::Kzg,
    polynomial::Polynomial,
    srs::Srs,
    maybe_rayon::prelude::*
};

fn parallel_operations() {
    // 初始化参数
    let srs = Srs::new(8192);
    let kzg = Kzg::new(srs);
    
    // 创建多个多项式
    let polys: Vec<Polynomial> = (0..100)
        .map(|_| Polynomial::random(1024))
        .collect();
    
    // 并行计算所有多项式的承诺
    let commitments: Vec<_> = polys
        .par_iter()  // 使用并行迭代器
        .map(|poly| kzg.commit_parallel(poly))
        .collect();
    
    // 并行验证所有承诺
    let results: Vec<_> = polys
        .par_iter()
        .zip(commitments.par_iter())
        .map(|(poly, commitment)| {
            let z = rand::random();
            let y = poly.evaluate(z);
            let proof = kzg.open_parallel(poly, z);
            kzg.verify(commitment, z, y, &proof)
        })
        .collect();
    
    println!("All proofs valid: {}", results.iter().all(|&r| r));
}

完整示例demo

以下是一个结合了基本用法和并行计算的完整示例：

use crate_crypto_internal_eth_kzg_maybe_rayon::{
    eth_kzg::Kzg,
    polynomial::Polynomial,
    srs::Srs,
    maybe_rayon::prelude::*
};
use rand::Rng;

fn main() {
    // 示例1: 基本KZG操作
    basic_kzg_operations();
    
    // 示例2: 并行批量处理
    parallel_batch_processing();
}

fn basic_kzg_operations() {
    println!("=== 基本KZG操作示例 ===");
    
    // 初始化SRS (结构化参考字符串)
    let srs = Srs::new(2048);  // 中等规模的SRS
    
    // 创建随机多项式
    let poly = Polynomial::random(512);  // 512次多项式
    
    // 初始化KZG实例
    let kzg = Kzg::new(srs);
    
    // 生成承诺
    let commitment = kzg.commit_parallel(&poly);
    println!("生成多项式承诺完成");
    
    // 随机评估点
    let z = rand::thread_rng().gen();
    
    // 计算多项式在z点的值
    let y = poly.evaluate(z);
    
    // 生成证明
    let proof = kzg.open_parallel(&poly, z);
    println!("生成评估证明完成");
    
    // 验证证明
    let is_valid = kzg.verify(&commitment, z, y, &proof);
    println!("验证结果: {}", is_valid);
}

fn parallel_batch_processing() {
    println!("\n=== 并行批量处理示例 ===");
    
    // 初始化大规模SRS
    let srs = Srs::new(8192);
    let kzg = Kzg::new(srs);
    
    // 创建100个随机多项式
    let polys: Vec<Polynomial> = (0..100)
        .map(|_| Polynomial::random(1024))  // 每个都是1024次多项式
        .collect();
    
    println!("已生成100个随机多项式");
    
    // 并行计算所有承诺
    let commitments: Vec<_> = polys
        .par_iter()
        .map(|poly| kzg.commit_parallel(poly))
        .collect();
    
    println!("并行计算100个承诺完成");
    
    // 并行验证所有多项式
    let results: Vec<_> = polys
        .par_iter()
        .zip(commitments.par_iter())
        .map(|(poly, commitment)| {
            let z = rand::thread_rng().gen();
            let y = poly.evaluate(z);
            let proof = kzg.open_parallel(poly, z);
            kzg.verify(commitment, z, y, &proof)
        })
        .collect();
    
    let all_valid = results.iter().all(|&r| r);
    println!("批量验证结果 - 全部有效: {}", all_valid);
    
    if !all_valid {
        let invalid_count = results.iter().filter(|&&r| !r).count();
        println!("发现无效证明: {}", invalid_count);
    }
}

主要功能

1. KZG多项式承诺：

   • 支持以太坊兼容的KZG承诺方案
   • 提供承诺、打开和验证操作

2. 并行计算：

   • 利用Rayon实现多核并行计算
   • 提供并行化的承诺和证明生成

3. 多项式操作：

   • 多项式生成和评估
   • 支持大度数多项式操作

该库特别适合需要在以太坊生态系统中实现高效多项式承诺方案的场景，如zk-SNARKs、zk-STARKs和其他零知识证明系统。

注意：使用前请确保了解KZG多项式承诺方案的基本原理和安全要求。