Binius : Analyse de la technologie STARK de quatrième génération optimisée pour le domaine binaire

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Analyse des principes des STARKs de Binius et réflexion sur leur optimisation

1. Introduction

Dans l'évolution des STARKs, l'efficacité de codage s'est progressivement améliorée, mais il existe encore des gaspillages. Binius, par le biais d'opérations de bit à bit, a réalisé un codage plus compact et efficace, avec l'espoir de devenir le 4e STARK. Binius utilise des techniques telles que l'arithmétique dans un domaine binaire en forme de tour, des vérifications de produit et de permutation améliorées de HyperPlonk, et des engagements de polynômes dans de petits domaines, pour améliorer l'efficacité sous plusieurs aspects. Des optimisations supplémentaires peuvent encore être apportées dans des domaines tels que la multiplication dans le domaine binaire, ZeroCheck, SumCheck, et PCS, afin d'augmenter la vitesse de preuve et de réduire la taille des preuves.

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2. Analyse des principes

Binius combine HyperPlonk PIOP, Brakedown PCS et le domaine binaire, contenant cinq technologies clés :

  1. Arithmétique basée sur le domaine binaire en tour
  2. Version adaptée de l'examen des produits et des permutations de HyperPlonk
  3. Nouvelle preuve de décalage multilinéraire
  4. Version améliorée de la preuve de recherche Lasso
  5. Schéma d'engagement polynomiaux de petits domaines

2.1 Domain fini : arithmétisation basée sur les tours de champs binaires

Les corps binaires en forme de tour supportent des calculs efficaces et une arithmétique simplifiée. Les éléments du corps binaire peuvent être représentés de manière flexible, sans frais de calcul supplémentaires pour passer d'un corps à une autre taille.

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2.2 PIOP: version adaptée de HyperPlonk Product et PermutationCheck

Binius utilise un mécanisme de vérification de cœur HyperPlonk amélioré, comprenant GateCheck, PermutationCheck, LookupCheck, etc. Les principales améliorations comprennent :

  • Optimisation de ProductCheck
  • Gestion de la division par zéro
  • Vérification de permutation entre colonnes prise en charge

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2.3 PIOP : nouvel argument de décalage multilinéraire

Binius introduit deux méthodes clés, Packing et les opérateurs de décalage, pour construire et traiter efficacement des polynômes virtuels.

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2.4 PIOP: version adaptée de l'argument de recherche Lasso

Binius a adapté Lasso aux opérations sur le domaine binaire, a introduit la version multiplicative du protocole Lasso et a traité les problèmes de sécurité potentiels.

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2.5 PCS: version adaptée Brakedown PCS

Binius propose deux schémas d'engagement polynomial Brakedown basés sur le domaine binaire, utilisant des engagements polynomiaux sur des petits domaines et une évaluation sur un domaine étendu, une construction générale sur de petits domaines et des techniques de codage au niveau des blocs.

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3. Optimisation de la pensée

3.1 PIOP basé sur GKR : multiplication de domaine binaire basée sur GKR

Grâce au protocole GKR, le remplacement de l'algorithme Lasso Lookup peut réduire considérablement les coûts d'engagement.

3.2 ZeroCheck PIOP optimisation

Optimiser l'efficacité des opérations ZeroCheck en ajustant la répartition de la charge de travail entre le prouveur et le vérificateur.

3.3 Vérification de somme Optimisation PIOP

Optimisation pour le Sumcheck sur un petit domaine, réduisant davantage la charge de calcul sur ce domaine.

3.4 PCS优化:FRI-Binius

FRI-Binius réalise un mécanisme de réduction FRI dans le domaine binaire, ce qui peut réduire de manière significative la taille des preuves Binius.

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4. Conclusion

Binius a éliminé le goulot d'étranglement des engagements commit de Prover, le nouveau goulot d'étranglement étant le protocole Sumcheck. FRI-Binius est une variante de FRI, capable d'éliminer les coûts d'insertion des preuves de domaine. Binius développe une couche récursive et collabore avec plusieurs équipes pour construire des implémentations zkVM et FPGA.

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GasBanditvip
· 08-03 17:05
L'optimisation est impossible à optimiser.
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consensus_failurevip
· 08-02 22:51
Encore en train d'augmenter la performance, hein ?
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Ser_APY_2000vip
· 08-02 02:57
À quel moment cette chose pourra-t-elle être sur le Mainnet ?
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MemeKingNFTvip
· 08-01 02:20
Les pigeons sont toujours en train de surveiller le marché, j'ai déjà tout misé sur stark.
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ChainComedianvip
· 08-01 02:18
Haha, Stark va aussi se lancer dans la quatrième génération.
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SchrodingerProfitvip
· 08-01 02:08
C'est trop hardcore, je ne peux pas le supporter.
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GasSavingMastervip
· 08-01 02:02
Accélérer la sortie de blocs en quelques secondes
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