Explorando Circle STARKs

En los últimos años, la tendencia en el diseño del protocolo STARKs es hacia el uso de campos más pequeños. Las primeras implementaciones de STARKs utilizaban campos de 256 bits, pero este diseño era menos eficiente. Para mejorar la eficiencia, los STARKs comenzaron a utilizar campos más pequeños, como Goldilocks, Mersenne31 y BabyBear.

Un problema de usar campos más pequeños es que hay aproximadamente 2 mil millones de posibles valores aleatorios para elegir, lo que es factible para un atacante que desee falsificar pruebas. Las soluciones incluyen realizar múltiples verificaciones aleatorias o ampliar los campos.

Circle STARKs ofrece un método eficiente para implementar FRI en pequeños campos como Mersenne31. Aprovecha las propiedades especiales de los puntos en la circunferencia, construyendo un grupo de tamaño p con características de mapeo similares a uno a dos.

Las tecnologías clave de Circle STARKs incluyen:

• Utiliza puntos en la circunferencia para calcular, en lugar de un solo número
• Mapeo especial de dos a uno para reducir el tamaño del conjunto de datos
• Algoritmo FFT en círculo para el espacio de Riemann-Roch
• Cálculo comercial mejorado y construcción de polinomios desaparecidos
• Modificación del orden inverso de los bits

En comparación con los STARKs convencionales, los Circle STARKs no son conceptualmente mucho más complejos. Proporciona a los desarrolladores una forma de construir STARKs eficientes sobre campos pequeños, con la esperanza de llevar la eficiencia de la capa base de STARKs al límite.

El enfoque de optimización de STARKs en el futuro podría incluir:

• Maximizar la eficiencia aritmética de funciones hash y otros primitivas criptográficas básicas
• Utilizar la construcción recursiva para aumentar la paralelismo
• Mejorar la aritmética de la máquina virtual para mejorar la experiencia de desarrollo

Circle STARKs representa un avance importante en la tecnología STARK, ofreciendo nuevas posibilidades para construir sistemas de prueba de conocimiento cero eficientes en campos pequeños.