现代零知识密码学系列培训——MIT IAP 2023

1. 引言

现代零知识密码学——MIT IAP 2023，活动安排为：

• 1）第一讲（2023/1/9）：ZK介绍——主讲人Brian Gu，对本课程进行概述，并对现代零知识技术和应用进行快速介绍。本节课将探讨“为什么”：为什么ZK最近是一个如此令人兴奋的话题？为什么认为它有潜力成为未来十年最大的技术故事之一？
  • 视频资料见：[MIT IAP 2023] Modern Zero Knowledge Cryptography: Lecture 1: Intro to ZK
  • Slide见：Modern ZK Crypto: Introduction to Zero Knowledge
  • 讲稿：Modern ZK Crypto - Session 1 Lecture Notes
  • 练习：Modern ZK Crypto - Session 1 Exercises
• 2）第二讲（2023/1/11）：Circom 1——主讲人Brian Gu。本讲重点关注实用的zkSNARK电路工程：使用groth16 zkSNALK协议的工具栈（circom/snarkjs/zkREPL）来构建简单的零知识证明。将讨论R1CS编程模型（和cost模型），以及简单的电路组件，如位运算符、范围检查等。
  • 视频资料见：[MIT IAP 2023] Modern Zero Knowledge Cryptography: Lecture 2: Circom 1
  • Slide见：Modern ZK Crypto：Circom 1
  • 讲稿：Modern ZK Crypto - Session 2 Lecture Notes
  • 练习：Modern ZK Crypto - Session 2 Exercises
• 3）第三讲（2023/1/13）：零知识密码学的数学基石——主讲人Yufei Zhao。本讲将介绍现代证明系统的“基石”，包含但不限于：零知识形式化、离散对数以及其他通用cryptographic sources of “hardness”、椭圆曲线密码学，和基于pairing的密码学。
  • 视频资料见：[MIT IAP 2023] Modern Zero Knowledge Cryptography: Lecture 3: Mathematical building blocks
  • 讲稿：Lecture notes-math building blocks
  • 练习：Exercises-math building blocks
• 4）第四讲（2023/1/17）：Circom 2——主讲人Vivek Bhupatiraju。基于前面第2讲的“Circom 1”，本讲将讨论并编写更复杂的电路：inclusion proof verification、哈希函数、签名，以及加密验证。
  • snarkjs资源见：snarkjs resources
  • 视频资料见：[MIT IAP 2023] Modern Zero Knowledge Cryptography: Lecture 4: Circom 2
  • Slide见：Modern ZK Crypto - Session 4: Circom 2
  • 讲稿：Modern ZK Crypto - Session 4 Lecture Notes
  • 练习：参看https://semaphore.appliedzkp.org/，建立一个启动项目。
• 5）第五讲（2023/1/18）：承诺方案——主讲人Ying Tong Lai。基于第三讲的“数学基石”，构建向量、单变量多项式、多变量多项式承诺方案。
  • 视频资料见：[MIT IAP 2023] Modern Zero Knowledge Cryptography: Lecture 5: Commitment Schemes
  • 讲稿：Lecture Notes-Commitment Schemes
  • 练习：Exercises-Commitment Schemes
• 6）第六讲（2023/1/20）：高效密码学运算算法——主讲人Jason Morton。本讲讨论高效的openings和多项式运算，包括：number-theoretic transform（NTT）、multi-scalar multiplication（MSM）、快速椭圆曲线double-and-add运算。
  • 视频资料见：[MIT IAP 2023] Modern ZK Cryptography: Lecture 6: Algorithms for Efficient Cryptographic Operations
• 7）第七讲（2023/1/23）：算术化——主讲人 Ying Tong Lai。本讲将讨论少量算术化例子——ZK程序的intermediate representations、以及可供证明系统使用的电路表示。
  • 讲稿：Lecture Notes-Arithmetisations
• 8）第八讲（2023/1/25）：PLONK和多项式identities——主讲人Jason Morton。本讲将深入了解PLONK zkSNARK协议——基于多项式承诺构建的zkSNARK，具有特殊的PLONK-style arithmetization。还将讨论基于多项式identities构建的LOOKUP。
• 9）第九讲（2023/1/27）：证明系统栈，以及recursion和composition——主讲人Ying Tong Lai。将介绍zkSNARK协议蓝图，以及证明系统分类。还将讨论证明系统recursion和composition。
• 10）第十讲（2023/1/30）：Applied ZK Constructions 1——主讲人Aayush Gupta。将畅谈ZK构造：用于pseudonymous消息的membership proofs、用于private digital currency transfers的nullifier-based constructions、以及将zkSNARKs用于incomplete information games。
• 11）第十一讲（2023/2/1）：Applied ZK Constructions 2——主讲人Brian Gu。将讨论zkSNARKs的高级应用场景：加密数据市场、ZKML、ZKVMs、recursive ZK proofs、proof-of-email等。
• 12）第十二讲（2023/2/3）：在最后一讲中，学生和工作人员将展示他们在IAP上进行的项目和ZK应用程序！

参考资料

[1] [MIT IAP 2023] Modern Zero Knowledge Cryptography