A verifiable random function (VRF in short) is a powerful pseudo-random function that provides a non-interactively public verifiable proof for the correctness of its output. Recently, VRFs have found essential applications in blockchain design, such as random beacons and proof-of-stake consensus protocols. To our knowledge, the first generation of blockchain systems used inherently inefficient proof-of-work consensuses, and the research community tried to achieve the same properties by proposing proof-of-stake schemes where resource-intensive proof-of-work is emulated by cryptographic constructions. Unfortunately, those most discussed proof-of-stake consensuses (e.g., Algorand and Ouroborous family) are not future-proof because the building blocks are secure only under the classical hard assumptions; in particular, their designs ignore the advent of quantum computing and its implications. In this paper, we propose a generic compiler to obtain the post-quantum VRF from the simple VRF solution using symmetric-key primitives (e.g., non-interactive zero-knowledge system) with an intrinsic property of quantum-secure. Our novel solution is realized via two efficient zero-knowledge systems ZKBoo and ZKB++, respectively, to validate the compiler correctness. Our proof-of-concept implementation indicates that even today, the overheads introduced by our solution are acceptable in real-world deployments. We also demonstrate potential applications of a quantum-secure VRF, such as quantum-secure decentralized random beacon and lottery-based proof of stake consensus blockchain protocol.


翻译:可核实随机函数(简称 VRF ) 是一种强大的伪随机功能,它提供了一种非互动的、公开的、可核实的证据证明产出的正确性。 最近, VRF 在块链设计中找到了必要的应用, 如随机信标和获取共识的证明协议。 据我们所知, 第一代块链系统使用了内在效率低下的工作证明共识, 研究界试图通过提出一种随机的验收计划来实现同样的特性, 即资源密集的工作证明由加密结构所效仿。 不幸的是, 那些讨论最多的证据获取共识( 例如, Algorand 和 Oweborosous Family) 并不能够防止未来的应用, 因为这些构件只是在传统的硬假设下才安全; 特别是, 它们的设计忽略了量计算及其影响。 在本文中, 我们提议了一个通用的编译器, 以便从简单的 VRFRF 解决方案( 例如, 非互动的零知识应用系统) 中获取资源密集度的证明 。

0
下载
关闭预览

相关内容

区块链(Blockchain)是由节点参与的分布式数据库系统,它的特点是不可更改,不可伪造,也可以将其理解为账簿系统(ledger)。它是比特币的一个重要概念,完整比特币区块链的副本,记录了其代币(token)的每一笔交易。通过这些信息,我们可以找到每一个地址,在历史上任何一点所拥有的价值。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
专知会员服务
103+阅读 · 2020年12月22日
【AAAI2021】 层次图胶囊网络
专知会员服务
80+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
38+阅读 · 2020年9月6日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
已删除
将门创投
6+阅读 · 2019年7月11日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月25日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
103+阅读 · 2020年12月22日
【AAAI2021】 层次图胶囊网络
专知会员服务
80+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
38+阅读 · 2020年9月6日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
已删除
将门创投
6+阅读 · 2019年7月11日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员