MOD:密码专栏 | 动手计算双线性对(下)_区块链币圈

前言

上一篇文章中,我们在"F_101"上找到了17个点满足椭圆曲线方程,他们构成一个循环。那么在"F_101"中元素作为坐标的点中还有没有其他的点也满足方程呢?换句话说,上篇文章列出的17个点是不是就是满足方程的全部的解呢?并非如此,比如可以验证(3,38)也满足椭圆曲线的方程,但是他不是上面17个点中的一个。另一个子群

实际上,我们甚至可以通过将(6,44)作为生成元来得到一个102个元素的循环群,这个循环群涵盖了曲线在"F_101"上的全部点。但是,曲线在"F_101"上的循环周期为17的循环群却只有中篇列出的一个,也就是说在"F_101"上讨论的话,循环周期为17的点已经被我们全部找到了。

在中篇中,我们也提到数域的扩张会直接影响我们需要讨论的点的多少,那么如果我们对"F_101"进行扩张,是否能够得到更多的循环周期为17的点呢?METASTATE的博客中给出这样一个例子,我们将用这个例子说明这个命题的真假。首先我们选择满足j^2mod17=15的j用于对"F_101"的扩张,过程就像我们上一篇文章中进行的那样,扩张后的域记为“F_101的二次扩域”。在这个扩张下,我们可以找到另一个循环周期为17的群,下面的表格列出这个群的全部元素:

Chia发布v1.2.10版本,使用密码提高密钥安全性:10月26日消息,Chia发布v1.2.10版本,使用密码提高了密钥安全性,解决了在断电等事件中潜在节点数据丢失的问题。[2021/10/26 20:57:22]

我们随机选择(66,0+23j)这个元素来验证其满足曲线方程:

左侧:y^2mod101=^2mod101=23×15mod101=42

右侧:x^3+3mod101=41^3=3mod101=42

左侧等于右侧,验证完毕。

在发现通过域扩张后还能找到更多的17阶点后,我们不禁会想:

继续对”F_101的二次扩域”进行扩张,能否找到更多的17阶点呢?

现场 | 姜海:密码学将随着黎曼猜想等理论研究的深入迎来大发展:金色财经现场报道,今日,2018可信区块链峰会在北京召开。在主题为“区块链安全焦点关注”的区块链安全论坛上,丁牛科技有限公司CEO姜海结合最近黎曼猜想被证明引起了密码学界的高度关注,分析了黎曼猜想与区块链密码安全。他提出,尽管黎曼猜想的证明对于传统密码安全有极大的冲击,但是区块链技术的安全建立在SHA-256、椭圆曲线、算法校验等基础之上,在使用过程中能够极大地抵抗密码攻击。尽管最近有很多的安全事件发生,而其根本原因在于程序的违规操作。未来随着随机发生器、量子计算机以及黎曼几个等基础理论的研究,密码学将会有更大的发展空间。[2018/10/10]

或者是:为了找到全部的17阶点,我们需要对F_101进行几次扩张呢?

嵌入度其实就是描述这个问题的一个概念。E是定义在F_101上的椭圆曲线,我们已经有一个包含n=17个点的子群,我们称这个子群的嵌入度是满足17整除q^k-1的最小的k。在这个例子中,k=2。计算嵌入度的价值在于事实证明,当对F_101进行扩张以期其上的椭圆曲线包含全部17阶点时,最小的扩张次数就等于嵌入度。也就是说在”F_101的二次扩域”上,我们已经找到全部的17阶元素。

声音 | 国家密码管理局霍炜:加强密码技术与区块链等新兴技术的融合创新:据经济参考报消息,近日国家密码管理局商用密码管理办公室副主任霍炜表示,要紧盯前沿技术,通过密码技术与前沿技术的深度融合和协同创新,引领信息领域关键核心技术的创新与突破,包括布局与量子技术、云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新兴技术的融合等。[2018/9/13]

Millier循环

下面给出计算双线性映射的Millier算法,当计算e(P,Q)时,该算法根据P的坐标创建一个二元多项式,然后将P坐标的x和y分量带入求值:

METASTATE的博客中作者已经计算了e((1,2),(90,82u))点的结果为97+89j。我们给出另外一个计算的例子,并且稍后通过对比这两个例子的结果说明双线性对的一些属性。

声音 | 密码学高级研究员Vidyasagar Potdar:许多加密货币交易所未建立足够的密码安全壁垒:根据Itp.net消息,近日,科廷大学高级研究员Vidyasagar Potdar进行的一项研究表明,现今流行的11种加密货币交易所均存在密码安全性问题,这些安全漏洞可能直接导致用户的加密货币或是用户凭证被盗用,交易所也会因此丧失声誉和公信力。同时,Potdar还认为交易所应该普遍提高安全标准,因为安全性对于金融交易至关重要,这也是用户选择交易所的信心来源。[2018/9/4]

其中f_17是二元的多项式,通过一个称为Millier循环的过程我们可以生成该多项式,这个过程类似于计算指数运算时的mul-and-square操作。但是为了更直观的展示原理,我们选择根据上文定义直接展开计算f_17,这会增加一些计算量。

现场 | 刘昌用:密码技术是无币区块链和通证的交集:金色财经现场报道,今日西安举办的“首届区块链嘉年华”活动上,重庆工商大学区块链经济研究中心主任刘昌用认为:密码共识基础设施由开发平台、密码货币和共享存储组成,通证和无币区块链虽然不是去中心化体系,但密码共识基础设施、通证和无币区块链也有交集,交集就是密码技术。他提到,token相当于血液系统,无币区块链相当于机器人,但区块链行业需要有血液才能流动。[2018/8/26]

因此我们需要计算

的表达式。通过查询上一篇文章的列表我们可以找出P,±2P,±4P,±8P,±16P的值,其中P=(12,32)=5G:

接下来我们来计算这些直线的方程:

这样我们已经可以计算f_17的结果:

最后我们计算(81+52j)^600

完全解决curve101配对问题

实际上,我们可以计算出GT的生成元e(G1,G2),也就是e((1,2),(36,31j)),其值为7+28j。这样我们能够完全掌握GT中全部的元素:

可以看到GT也是一个循环群,他其实是在“F_101的二次扩域”上满足方程x^17=1的17个根。根据该表我们不加以计算就可以知道这个配对的任何一个计算结果,例如e((12,32),(36,31u))=e(5G1,G2),因此其值就是上表的第5个元素:93+25j。我们之所以能够完全解决curve101的配对问题,是因为curve101的一系列参数决定其足够简单,而实际零知识证明算法中使用的配对就要复杂很多。例如一些标准中要求其配对曲线的嵌入度至少为12,这意味着GT的元素至少是基础素域的12次扩张!如果其素域特征为常见的256位,那么为了表示一个GT元素就需要256*12/8=384字节的大小。对于任何一个实际使用的曲线,其计算复杂度和规模都使我们当前绝无可能计算出其映射表,这也是离散对数问题困难的所在。

通过系列文章,我们计算了一个简单的配对曲线,加深了对双线性映射的理解。后续,我们继续使用这个配对曲线来讲解和演示零知识证明中Groth16算法的过程和原理,敬请期待。

乔沛杨趣链科技基础平台区块链底层密码学小组

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