RES:关于Sinsemilla哈希函数在OlaVM中的应用-ODAILY_TAN

很高兴，我们在2022年7月25日发布了OlaVM，一个EVM兼容的ZKVM方案。由于ZKEVM本身一直是个热门的赛道，所以OlaVM一经发布，就很荣幸的受到了行业内大佬们的一些关注。

在这里，我们首先非常感谢DairaHopwood大佬(也是Zcash协议的主要作者)针对OlaVM的设计提出的一些问题。其中，比较核心的一点是ECDSA和Schnorr签名算法里Hash的选择问题，具体的表述如下图所示：

DairaHopwood的意思可以简单理解为:SinsemillaHash的安全级别只有collision-resistant,因此不能当做一个randomoracle(RO)；而在ECDSA和Schnorr签名算法中，为了足够的安全，需要要求这个Hash可以当做randomoracle(RO)。为了能更好的理解，我们需要先了解一些概念。

外媒：Tether资金曾存放于多家银行:6月17日消息，Tether在2021年3月将其资金存放在四家银行、两家投资管理公司、两家黄金保管库和一家黄金经纪商以及Bitfinex中。此外它还持有由卡塔尔国民银行（QPSC）、巴克莱银行（PLC）、德意志银行（AG）、阿联酋NBD银行PJSC和Natwest Group PLC等各种实体发行的商业票据和其他债券，而其发行人中有大部分是中国各大银行和金融机构，包括中国农业银行、中国银行（香港）、中国交通银行、中国工商银行、招商银行、中国建设银行、中国光大银行。[2023/6/18 21:44:23]

1.cryptographichashfunction(CHF)的安全属性有哪些?

根据论文CryptographicHash-FunctionBasics里的定义可知，CHF对应的安全属性有以下3类：

?preimage-resistance—基本上对于所有预先指定输出，要找到任何散列到该输出的输入，在计算上是不可行的，例如，当给定任意未知输入的y时，要找到使h(x')=y的所有原像(preimage)x'。

近半年新铸USDT的97.9% 从Tether官方账户直接转入交易所:据Chainalysis数据显示，数字货币交易目前仍是USDT主要需求，近半年97.9%新铸USDT是从Tethe官方账户直接转入交易所的。相较于不同类型交易平台，近期USDT资金流入衍生品交易平台的增幅最高，过去7日对比180日均值增长率为248%。

另据Google Trends数据显示，近一年全球市场对Tether的关注度增长了2倍，离岸金融需求急速上升。[2020/10/29]

?2nd-preimageresistance—要找到与任何指定输入具有相同输出的任何第二输入，在计算上是不可行的，例如，给定x，要找到一个第二原像x'=x，使h(x')=h(x)。

?collisionresistance—要找到任意两个散列到相同输出的不同输入，在计算上是不可行的，例如，使h(x')=h(x)。

Tether向以太坊网络增发6000枚USDT（已授权未发行）:据Whale Alert数据显示，北京时间04月02日02:43，Tether公司新增发6000枚USDT，价值约5998.4万美元USDT，交易哈希为：0xa3fca7989e934701554ef21fe85e7104062fe976e90a0f6e714bb99c303fa80d。Bitfinex首席技术官Paolo Ardoino表示，请注意，这是一笔已授权但未发行的交易，这意味着该金额将用作下一次发行请求的库存。[2020/4/2]

需要注意的是：

a.2nd-preimageresistance可以归约为collisionresistance，即collisionresistance满足，则2nd-preimageresistance必定满足。

b.preimage-resistance不可以归约为collisionresistance，即collisionresistance满足，则preimageresistance未必满足。

动态 | 超2526.8万枚USDT从Bitfinex转至Tether Treasury:据Whale Alert数据，北京时间6点40分，25,268,008枚USDT自Bitfinex地址转至Tether Treasury地址。[2019/11/21]

2.什么是randomoracle(RO)？

randomoracle(RO)用以下模型来描述：

?有一个黑盒子。盒子里住着一个侏儒，还有一本大书和一些骰子。

?我们可以向盒子里输入一些数据。

?给定侏儒一些事先没有看到的输入，他用骰子在一些常规空间中均匀且随机地生成一个新的输出。侏儒还会在书中写下输入和新生成的输出。

?如果给定侏儒一个已经看到的输入，他就用书来恢复他上次返回的输出，并再次返回。

简单来概括下RO的行为，假设输入为x：

玩客云官网发布关于停止链克口袋转帐服务的通知:日前，玩客云团队在官网发布了停止链克口袋转帐服务的通知。通知中表示迅雷将于1月25日在AppStore和官网，正式发布链克口袋新版本，新版本不支持迅雷及迅雷合作伙伴开发的应用场景之外的用户间转帐的功能。并提醒用户于1月25日之前，把存放在交易平台的链克转回个人的链克口袋，以避免个人的损失。1月31日，将完成在大陆地区的链克口袋向新版本的全面升级。[2018/1/16]

?如果x之前输入过，则直接返回对应的H.

?如果x未曾输入过，则RO会在完全随机的在值域里生成一个由0,1组成的字符串。

需要注意的是：

?这里的完全随机意味着，连RO自己都不知道最终会是一个什么值，它是没有规则可循的，这是和Hash的主要区别，任何Hash都是有自己的计算规则的。

但是在现实的世界中，实现一个真正的RO是很困难的；因此，我们需要为RO寻找一个潜在候选者，需要尽可能的使得输出看起来是随机的。Hash函数是一个不错的选择，一个安全的Hash函数需要满足preimage-resistance、2nd-preimageresistance、collisionresistance。一个可以当做RO的Hash是肯定要满足这三个属性的，但是满足这三个属性的Hash不一定就可以当做RO；它们之间是一种必要不充分关系。更多的细节可以参考Whatisthe"RandomOracleModel"andwhyisitcontroversial?

3.Hash在ECDSA和Schnorr签名算中的要求?

在论文OnthesecurityofECDSAwithadditivekeyderivationandpresignatures和OntheExactSecurityofSchnorr-TypeSignaturesintheRandomOracleModel中提到，ECDSA和Schnorr签名算法里的Hash函数都需要可以被认为是RO，才是安全的。根据前面的描述，则这个Hash需要满足CHF的所有安全属性preimage-resistance、2nd-preimageresistance、collisionresistance。

4.关于Sinsemilla哈希函数?

Sinsemilla哈希函数是由DairaHopwood和SeanBowe一起设计，底层依赖ECDLP(EllipticCurveDiscreteLogarithmProblem)。在固定长度的输入下，Sinsemilla哈希函数满足collisionresistance，不满足preimageresistant属性，原因可以参考DairaHopwood的回答。

根据Zcash协议说明书，设计Sinsemilla哈希函数的初衷是为了在零知识证明算法Halo2的执行过程中，充分利用Lookup-friendly的优势，来提高Halo2的执行效率；因此，Sinsemilla哈希函数是一个Lookup-friendly的哈希函数，它更适合用于承诺的计算和Merkletreeroot的计算。

5.总结

再次感谢DairaHopwood的指导，让我们对cryptographichashfunction(CHF)的使用有了更深的认知。我们将继续广泛听取意见，在高效性和安全性方面对设计方案进行持续优化。

Sinsemilla哈希函数会仍然用于Olavm设计中的其他合适模块；签名部分的Hash函数，我们将会在安全的哈希函数中，择优选择，比如Poseidon哈希函数、ReinforcedConcrete哈希函数等。

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