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Avancées dans les engagements vectoriels pour la vérification des données

Un nouveau système améliore les engagements vectoriels pour une vérification des données efficace.

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Table des matières

Les engagements vectoriels sont une méthode pour prouver quelque chose à propos d'un ensemble de messages (données) sans avoir à montrer tous les messages eux-mêmes. Ça peut faire gagner de la place et rendre les choses plus rapides, ce qui est super utile dans des systèmes comme les bases de données et les blockchains.

Qu'est-ce que les engagements vectoriels ?

Un engagement vectoriel est une technique qui permet d'envoyer un engagement à un groupe de messages. Plus tard, on peut prouver qu'un message spécifique dans ce groupe est correct en fournissant une preuve. Cette preuve peut être beaucoup plus petite que d'envoyer tous les messages.

Comment ça fonctionne ?

Quand quelqu'un veut s'engager sur un ensemble de messages, il crée une chaîne spéciale appelée engagement. Cette chaîne représente tous les messages d'une manière difficile à changer après. Quand il veut prouver un message particulier, il fournit une preuve qui contient juste assez d'infos pour montrer que ce message fait partie de l'engagement.

Types d'engagements vectoriels

Il y a plusieurs manières de mettre en œuvre les engagements vectoriels. Certaines méthodes sont plus rapides pour fournir des preuves, tandis que d'autres sont plus efficaces en termes de taille des engagements générés.

Engagements vectoriels statiques vs dynamiques

  • Les engagements vectoriels statiques sont utilisés quand l'ensemble de messages ne change pas. Une fois l'engagement fait, aucune mise à jour n'est faite.
  • Les engagements vectoriels dynamiques, eux, permettent des changements. Quand certains messages changent, les utilisateurs peuvent mettre à jour leurs engagements et preuves sans avoir à tout recommencer.

Applications des engagements vectoriels

Les engagements vectoriels ont plein d'applications, surtout dans la techno blockchain et les bases de données. Ils peuvent aider à maintenir de petites preuves, assurant que les utilisateurs peuvent vérifier l'info sans tout télécharger.

Bases de données vérifiables

Dans les bases de données vérifiables, les utilisateurs peuvent vérifier s'ils font partie d'un groupe (comme une liste de membres) sans avoir à télécharger toute la base de données. Ça aide à préserver la vie privée tout en vérifiant les données.

Clients sans état sur les blockchains

Dans les blockchains, les clients sans état peuvent utiliser des engagements vectoriels pour prouver que leurs transactions sont valides sans avoir à stocker tout l'état de la blockchain. Ils doivent juste garder de petites preuves de leurs transactions.

Défis des engagements vectoriels dynamiques

Les engagements vectoriels dynamiques rencontrent des défis dans deux grands domaines : la taille des infos de mise à jour et le travail de calcul nécessaire pour mettre à jour les preuves.

Taille des infos de mise à jour

Quand des messages changent, il faut envoyer des infos sur ce qui a été changé à tous les utilisateurs. Le défi, c'est de garder ces infos de mise à jour aussi petites que possible.

Complexité des mises à jour de preuves

Chaque utilisateur doit mettre à jour sa preuve à chaque fois que les messages changent. L'objectif est de minimiser le travail que chaque utilisateur doit faire pendant cette mise à jour.

Solutions existantes

Les méthodes actuelles pour les engagements vectoriels dynamiques nécessitent soit beaucoup d'infos de mise à jour, soit prennent plus de temps pour que les utilisateurs mettent à jour leurs preuves.

Approches basées sur des arbres

Dans les engagements vectoriels basés sur des arbres, les utilisateurs peuvent rapidement calculer des preuves mises à jour en se basant sur une structure d'arbre qui reflète les messages. Cependant, ça implique souvent de partager pas mal d'infos de mise à jour.

Approches algébriques

Les engagements vectoriels algébriques se concentrent sur le fait de n'avoir besoin que des données modifiées pour mettre à jour les preuves. Bien qu'elles nécessitent moins d'infos de mise à jour, le temps pour mettre à jour les preuves peut devenir très long.

Notre approche des engagements vectoriels

On propose un nouveau système d'engagements vectoriels qui vise à avoir à la fois une petite taille de mise à jour et des mises à jour de preuves rapides. En combinant des idées des méthodes basées sur des arbres et algébriques, on peut améliorer l'efficacité des deux.

Arbres homomorphes

Notre système utilise une structure appelée arbre homomorphe. Ça permet à chaque partie de l'arbre d'être exprimée comme une fonction des messages qu'elle contient. Quand les messages sont mis à jour, seules quelques petites calculs sont nécessaires pour ajuster les nœuds internes de l'arbre.

Structure des infos de mise à jour

Quand les messages changent, on choisit soigneusement quels nœuds internes de l'arbre publier dans la mise à jour. Cela permet aux utilisateurs de calculer des nouvelles preuves efficacement sans avoir besoin d'infos excessives.

Avantages de notre système

Le nouveau système d'engagement vectoriel offre des avantages significatifs :

  • Infos de mise à jour plus petites : La quantité de données à envoyer pendant les mises à jour est considérablement réduite.
  • Mises à jour de preuves plus rapides : Les utilisateurs peuvent mettre à jour leurs preuves plus vite, nécessitant moins de travail de calcul.

Applications de notre système amélioré

Notre système d'engagement vectoriel peut être appliqué dans divers contextes réels.

Performances améliorées des blockchains

En utilisant nos engagements vectoriels, les systèmes blockchain peuvent alléger la charge sur les clients sans état, leur permettant de vérifier les transactions plus efficacement sans avoir besoin de grosses quantités de données.

Gestion efficace des données dans les bases de données

Dans les bases de données où les membres et les enregistrements changent souvent, notre système peut aider à gérer ces changements efficacement, fournissant des mises à jour rapides sans avoir besoin de re-vérifier constamment l'ensemble du jeu de données.

Conclusion

Les engagements vectoriels sont un outil puissant pour gérer la vérification des données de manière efficace. En améliorant la gestion des mises à jour, on peut créer des systèmes qui sont à la fois rapides et nécessitent moins d'espace. Ça a le potentiel d'améliorer considérablement les performances de diverses applications, des blockchains aux bases de données. Nos propositions incluent des avancées qui répondent aux défis clés des engagements vectoriels dynamiques, ouvrant la voie à une utilisation plus large et plus efficace dans des applications réelles.

À mesure que la technologie continue d'évoluer, notre compréhension de la gestion et de la vérification des données ne fera que croître, ouvrant de nouvelles possibilités d'innovations dans ce domaine.

Source originale

Titre: Vector Commitments with Efficient Updates

Résumé: Dynamic vector commitments that enable local updates of opening proofs have applications ranging from verifiable databases with membership changes to stateless clients on blockchains. In these applications, each user maintains a relevant subset of the committed messages and the corresponding opening proofs with the goal of ensuring a succinct global state. When the messages are updated, users are given some global update information and update their opening proofs to match the new vector commitment. We investigate the relation between the size of the update information and the runtime complexity needed to update an individual opening proof. Existing vector commitment schemes require that either the information size or the runtime scale linearly in the number $k$ of updated state elements. We construct a vector commitment scheme that asymptotically achieves both length and runtime that is sublinear in $k$, namely $k^\nu$ and $k^{1-\nu}$ for any $\nu \in (0,1)$. We prove an information-theoretic lower bound on the relation between the update information size and runtime complexity that shows the asymptotic optimality of our scheme. For $\nu = 1/2$, our constructions outperform Verkle commitments by about a factor of $2$ in terms of both the update information size and runtime, but makes use of larger public parameters.

Auteurs: Ertem Nusret Tas, Dan Boneh

Dernière mise à jour: 2024-05-04 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.04085

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.04085

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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