イーサリアム完全ノードの分散型無信頼ブリッジ「Sisu」

Core Concepts

Sisuプロトコルは、再帰的SNARKと分散型GKRを使用して、イーサリアム完全ノードの証明を行う詳細なアプローチと実装を提示する。ワーカー間の通信を必要とせず、ワーカーとマスターの間の通信を最小限に抑えることで、より分散化された方式を実現する。

Abstract

Sisuプロトコルは、イーサリアム完全ノードの証明に関する2つの主要な課題に取り組む:

以前のビーコン状態の下で有効な公開鍵であること
すべての公開鍵が互いに異なること

Sisuは、分散型GKRシステムを使用し、一般的な回路を活用することで、レイヤード回路路に比べて3-4倍の速度向上を実現する。また、累積ゲートと呼ばれる新しいタイプのゲートを導入し、回路の層数と各層のゲート数を大幅に削減する。
Sisuは、ワーカー間の通信を必要とせず、ワーカーとマスターの間の通信を最小限に抑えることで、より分散化された方式を実現する。これにより、分散型プルーバーマーケットに適したプロトコルとなる。

Stats

1つのイーサリアムブロックには約32,000人のバリデータが存在する
1つのバリデータのメルクルパスを証明するには約1.6M個の回路ゲートと256K個の入力が必要
32,000人のバリデータのメルクルパスを証明するには51.2B個のゲートが必要

Quotes

"Sisuプロトコルは、再帰的SNARKと分散型GKRを使用して、イーサリアム完全ノードの証明を行う詳細なアプローチと実装を提示する。"
"Sisuは、ワーカー間の通信を必要とせず、ワーカーとマスターの間の通信を最小限に抑えることで、より分散化された方式を実現する。"
"Sisuは、分散型GKRシステムを使用し、一般的な回路を活用することで、レイヤード回路路に比べて3-4倍の速度向上を実現する。"

Key Insights Distilled From

Sisu: Decentralized Trustless Bridge For Full Ethereum Node

by Billy Pham,H... at arxiv.org 04-17-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.10404.pdf

Deeper Inquiries

Sisuプロトコルを他の分散型プルーバーマーケットと組み合わせることで、どのようなメリットが得られるか

Sisuプロトコルを他の分散型プルーバーマーケットと組み合わせることで、いくつかの重要なメリットが得られます。まず第一に、Sisuプロトコルは分散型プルーバーマーケットにおいて、大規模な証明作成システムとして効率的に機能する可能性があります。分散型プルーバーマーケットは、複数のプルーバーがネットワーク上で証明を生成し、競争的な価格設定を通じてユーザーにサービスを提供する仕組みです。Sisuプロトコルがこのようなマーケットと組み合わせることで、証明の生成をさらに効率化し、コストを削減することが期待されます。また、分散型プルーバーマーケットを活用することで、センシティブな情報やプロセスを分散化し、セキュリティを向上させることが可能です。さらに、競争的な価格設定により、ユーザーはより効率的かつコスト効果の高い証明の生成サービスを利用できるでしょう。

Sisuプロトコルの安全性を高めるために、どのような追加の暗号学的仮定を導入できるか

Sisuプロトコルの安全性を高めるために、追加の暗号学的仮定を導入することが考えられます。例えば、Sisuプロトコルにおいて、公開鍵のペアが異なることを証明する際に、より強固な暗号学的手法を導入することが有効です。これには、公開鍵の一意性を確認するための新しいハッシュ関数や署名アルゴリズムの導入が含まれます。さらに、Sisuプロトコルのセキュリティを向上させるために、マルチパーティ計算や秘密分散などの技術を活用して、プルーバー間の情報共有を安全かつ効果的に行うことが考えられます。これにより、悪意のあるプルーバーによる攻撃や不正行為を防ぐことができます。

Sisuプロトコルの性能をさらに向上させるために、ハードウェアやアルゴリズムの最適化にはどのようなアプローチが考えられるか

Sisuプロトコルの性能をさらに向上させるためには、ハードウェアやアルゴリズムの最適化にいくつかのアプローチが考えられます。まず、ハードウェアの最適化として、より高性能なGPUやFPGAを使用することで、証明の生成や検証の速度を向上させることができます。さらに、並列処理や分散処理を活用して、複数のプルーバーが同時に証明を生成することで、全体的な処理速度を向上させることができます。アルゴリズムの最適化としては、証明の生成における冗長な計算や通信量を削減するための新しいアルゴリズムの導入や、効率的なデータ構造の活用が考えられます。さらに、ハードウェアとアルゴリズムの両方を組み合わせた総合的な最適化アプローチを取ることで、Sisuプロトコルの性能をさらに向上させることが可能です。