Poseidon 正在沉没？

Poseidon 正在沉没？

在零知识证明（如 SNARK、STARK 和 Bulletproof）中，我们需要证明自己知道某个哈希函数的原像——这种证明是在一个大素数域上进行的。一种典型的哈希方法是 SHA-256，但它的计算代价很高。Poseidon 哈希函数 [1, 2] 提供了另一种选择，它基于 GF(p) 对象进行运算。这使得它既能高效地实现为电路，也能实现为精心构造的多项式。在大多数情况下，我们使用椭圆曲线方法，因此与 BLS12–381、BN254 和 Ed25519 等曲线的素数阶子群相关联。

对于 H(a) = b，a 是 b 的原像。

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但是，Poseidon 哈希用于生成 SNARK 友好哈希的做法可能即将终结，因为以太坊基金会已经证明，对于 SNARK 来说实际上并不需要这种哈希，SHA-2 和 BLAKE2 哈希同样可以接受 此处：

示例

在本例中，我们取一个三值向量并计算 Poseidon 哈希 此处：

package main

import (
 "fmt"
 "github.com/iden3/go-iden3-crypto/v2/babyjub"
 "math/big"
 "strconv"
 "os"
)
func main() {
 start:=0
 points:=10
 valid_points:=0
 argCount := len(os.Args[1:])
 if argCount > 0 {
  start,_ = strconv.Atoi(os.Args[1])
 }
 if argCount > 1 {
  points,_ = strconv.Atoi(os.Args[2])
 }
 if (points>50) {
  fmt.Printf("Too many points")
  return
 }
 end:=start+points
 y:=big.NewInt(int64(start))
 for i:=start;i<end;i++ {

  P,err:= babyjub.PointFromSignAndY(true,y)
  if (err==nil) {
   fmt.Printf("P Point (%s, %s)\n",P.X.String(),P.Y.String())
   valid_points=valid_points+1
  } else {
   fmt.Printf(" No point at y=%d. Error: %v\n", y,err)
  }
  y = y.Add(y,big.NewInt(1))
 }
 fmt.Printf("\nNumber of valid points: %d\n", valid_points)
}

向量 [1]、[1, 4] 和 [1, 4, 3] 的示例见 此处：

Inputs 1. Poseidon Hash: 18586133768512220936620570745912940619677854269274689475585506675881198879027

Inputs 1, 4. Poseidon Hash: 20093115681644140910448217843618788628911204837480265095337820971629649645527
Inputs 1, 4, 3. Poseidon Hash: 11581812134676561997526789540623636669301006969489560800875483048762369668960

另一个 Golang 实现见 此处，一个 Python 示例见 此处：

import poseidon
import sys
import numpy as np

poseidon_simple, t = poseidon.parameters.case_simple()

message = "[1, 2, 3, 4]"

if (len(sys.argv)>1):
	message=str(sys.argv[1])

arr = [int(i.strip()) for i in message[1:-1].split(",")]
input_vec=np.array(arr).tolist()

print("Input: ", input_vec)
poseidon_digest = poseidon_simple.run_hash(input_vec)
print("Output: ", hex(int(poseidon_digest)))

示例运行如下：

Initialize Round Numbers
Initialize field
Initialize MDS matrix
Initialize Round Constant
Input:  [3, 4, 5, 6]
Output:  0x67c10e57528f37d7

结论

SHA-2 和 BLAKE2 的使用已经过充分测试，通常也易于集成到代码中。至于 Poseidon，以太坊基金会相当于在投资一种未得到充分支持的哈希方法。Poseidon 哈希带来的性能提升可能并不值得，尤其是 SHA-2 已被证明是一种稳健、高效且高度安全的哈希函数。归根结底，安全性往往胜过速度。

参考文献

[1] Grassi, L., Khovratovich, D., Rechberger, C., Roy, A., & Schofnegger, M. (2021). Poseidon：一种用于零知识证明系统的新型哈希函数. In 30th USENIX Security Symposium (USENIX Security 21) (pp. 519–535).

[2] Grassi, L., Khovratovich, D., & Schofnegger, M. (2023, July). Poseidon2：更快版本的 Poseidon 哈希函数. In International Conference on Cryptology in Africa (pp. 177–203). Cham: Springer Nature Switzerland.

• 原文链接： billatnapier.medium.com/...
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