r1cs-zk-goによるR1CS形式のゼロ知識証明の実装例

Security
r1cs-zk-goによるR1CS形式のゼロ知識証明の実装例

r1cs-zk-goによるR1CS形式のゼロ知識証明の実装例

本リポジトリはGo言語で書かれたR1CS（Rank-1 Constraint System）形式のゼロ知識証明の簡易実装例です。ECC（楕円曲線暗号）ポイントとペアリングを用い、特定の多項式方程式の解を知っていることを証明します。具体的には、$x^3 + 5x + 5 = 155$の解となる数値xを知っていることをゼロ知識で示すコードが含まれており、R1CS形式の算術回路構築と証明生成の流れを学べます。

https://github.com/Brivan-26/r1cs-zk-go

概要

r1cs-zk-goは、Go言語で実装されたR1CS（Rank-1 Constraint System）形式のゼロ知識証明の簡易サンプルコードを提供するリポジトリです。本プロジェクトでは、楕円曲線暗号（ECC）ポイントやペアリングを用いて、特定の多項式方程式 $x^3 + 5x + 5 = 155$ の解を知っていることを証明します。R1CS形式を用いて算術回路を表現し、その制約を満たす解の存在をゼロ知識で示す流れをシンプルに実装しています。暗号理論におけるゼロ知識証明の基礎理解や実装学習に役立つ教材的なリポジトリです。

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 1
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 1
  • コミット数: 3
  • ファイル数: 4
  • メインの言語: Go

主な特徴

  • Go言語で実装されたシンプルなR1CS形式のゼロ知識証明例
  • 楕円曲線暗号（ECC）ポイントとペアリングを活用
  • 多項式方程式 $x^3 + 5x + 5 = 155$ の解を知っていることを証明
  • R1CS形式の算術回路構築から証明生成までの流れを解説

技術的なポイント

本リポジトリの技術的な特徴は、R1CS形式の算術回路を用いたゼロ知識証明の基礎的な実装にあります。ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）は、ある命題が真であることを、秘密情報を明かさずに証明する暗号技術です。R1CSは、算術回路を3つのベクトルの内積制約（Rank-1 Constraint）として表現し、証明すべき条件を数式で定義できる形式で、ZK-SNARKなどの基盤技術として広く使われています。

本リポジトリでは、対象の命題として多項式方程式 $x^3 + 5x + 5 = 155$ の解を知っていることを証明します。具体的には、まず算術回路をR1CS形式に変換します。$v = x^2$、$y = x \times v + 5x + 5$ と中間変数を導入し、これらの制約をR1CSの行列形式で表現しています。これにより、証明者は式を満たす$x$を知っていることを証明できます。

証明の鍵となるのは、ECCポイントとペアリング演算です。これらは暗号的な難問に基づいており、公開情報に対して秘密情報の存在を「証明」しつつ、その秘密情報そのものは漏洩しないことを保証します。Go言語でこれらの演算を実装し、main.goにて証明生成と検証のロジックを簡潔にまとめています。

この実装はあくまで教育的サンプルであり、高度に最適化された実用的なZKライブラリと比べると性能面やセキュリティ面で簡略化されています。しかし、R1CS形式のモデル化、証明と検証の基本的な流れ、ECCとペアリングの利用方法を理解するには最適です。Go言語のシンプルさも相まって、暗号やゼロ知識証明に触れたい開発者・研究者にとって貴重な教材となるでしょう。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ：

  • README.md: プロジェクト概要、実装方針、使用方法を記述
  • go.mod: Goモジュール定義ファイル
  • go.sum: 依存関係のチェックサム情報
  • main.go: R1CSの算術回路構築、証明生成および検証を実装したメインコード

まとめ

Goで学ぶR1CS形式ゼロ知識証明の基礎実装例として有用。

リポジトリ情報：