On Succinct Non-interactive Arguments in Relativized Worlds

Alessandro Chiesa
2022
Article de conférence

Succinct non-interactive arguments of knowledge (SNARKs) are cryptographic proofs with strong efficiency properties. Applications of SNARKs often involve proving computations that include the SNARK verifier, a technique called recursive composition. Unfortunately, SNARKs with desirable features such as a transparent (public-coin) setup are known only in the random oracle model (ROM). In applications this oracle must be heuristically instantiated and used in a non-black-box way. In this paper we identify a natural oracle model, the low-degree random oracle model, in which there exist transparent SNARKs for all NP computations relative to this oracle. Informally, letting O be a low-degree encoding of a random oracle, and assuming the existence of (standard-model) collision-resistant hash functions, there exist SNARKs relative to O for all languages in NPO. Such a SNARK can directly prove a computation about its own verifier. To analyze this model, we introduce a more general framework, the linear code random oracle model (LCROM). We show how to obtain SNARKs in the LCROM for computations that query the oracle, given an accumulation scheme for oracle queries. Then we construct such an accumulation scheme for the special case of a low degree random oracle.

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2022
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Oracle (machine de Turing)

vignette|upright=2|Une machine de Turing avec oracle peut faire appel à une boîte noire (oracle). En théorie de la complexité ou de la calculabilité, les machines de Turing avec oracle sont une variante des machines de Turing disposant d'une boîte noire, un oracle, capable de résoudre un problème de décision en une seule opération élémentaire. En particulier, l'oracle peut résoudre en temps constant un problème indécidable comme le problème de l'arrêt.

Modèle de l'oracle aléatoire

En cryptologie, le modèle de l'oracle aléatoire est un cadre théorique idéalisé dans lequel on peut prouver la sécurité de certains algorithmes cryptographiques, en particulier les signatures numériques. Il postule l'existence d'un oracle, c'est-à-dire d'une boîte noire, qu'un adversaire peut interroger et qui fournit une réponse « aléatoire », dans un sens précisé plus bas. Ce modèle essaie de capturer le comportement idéal d'une fonction de hachage cryptographique.

Fonction de hachage cryptographique

Une fonction de hachage cryptographique est une fonction de hachage qui, à une donnée de taille arbitraire, associe une image de taille fixe, et dont une propriété essentielle est qu'elle est pratiquement impossible à inverser, c'est-à-dire que si l'image d'une donnée par la fonction se calcule très efficacement, le calcul inverse d'une donnée d'entrée ayant pour image une certaine valeur se révèle impossible sur le plan pratique. Pour cette raison, on dit d'une telle fonction qu'elle est à sens unique.