[Blockchain] ZK - noir, cairo 섞어쓰기

ZK - noir, cairo 섞어쓰기

모든 코드는 깃허브에서 볼수 있습니다.

이전에 ZK [Cairo] - 나이 인증 회로 구현 에서 나이 인증 회로를 만들어봤다.

위 과정에선 굉장한 문제점이 있다.

zk proof 를 만들때 포세이돈 해시로 만드는데 이 과정만 알아버리면 누구든지 verify를 통과하는 proof를 만들수 있다는 것이다.

그래서 이 부분을 숨기고싶었다.

굉장히 많이 찾아봤지만 cairo 에서 proof를 만들고 온체인에서 verify를 하는걸 못 찾았다.

그래서 noir로 circuit을 짜고 proof를 만들어서 noir가 제공해주는 verifier를 통해서 구현해보고 싶었다.

(1) Noir circuit

다시 보니 vscode 에는 noir 하이라이팅 익스텐션이 있는데 cursor 에는 없다.

예전에 했던 ZK - Noir 시작해보기를 참고해서 기억을 더듬어 해보기로 했다.

mkdir -p circuit/src
touch circuit/src/main.nr circuit/Nargo.toml

main.nr

fn main(age: u32, nonce: u32, min_age: pub u32) {
  assert(age >= min_age);
}

Nargo.toml

[package]
name = "circuit"
type = "bin"

circuit 폴더 들어가서 compile

cd circuit
nargo compile

(2) verifier 만들기

먼저 developer 환경설정 에서 필요한 이것저것 설치해준다. python scarb 등등

그다음 bbup라는 cli를 설치해야 한다.

Barretenberg은 Aztec을 위한 ZK prover backend 라고 하는데 이걸위한 cli 라고한다. 나도 잘 모름

curl -L https://raw.githubusercontent.com/AztecProtocol/aztec-packages/refs/heads/master/barretenberg/bbup/install | bash

garaga 설치

pip3 install garaga==0.18.1

bb 설치

bbup --version 0.87.4-starknet.1

먼저 verify key 를 만든다.

bb write_vk --scheme ultra_honk --oracle_hash keccak -b target/circuit.json -o target

verifier 생성

garaga gen --system ultra_starknet_zk_honk --vk target/vk

프로젝트 이름을 넣으면 cairo로 된 코드가 자동 생성된다.

(3) verifier 배포

Local 배포

starknet-devnet --seed=0

verifier 경로로 이동 후 sfoundry.toml 에다가 계정정보 넣어두고

declare

sncast --profile=devnet declare \
    --contract-name=UltraStarknetZKHonkVerifier

result

command: declare
class_hash: 0x056792130b48aef444ce7c422421fec1299e5be2d4bc5460e62b8fe6c53dbced
transaction_hash: 0x03ed22efba77549ed3fb941fd511e36c5c62036f95c7d07dbafa5b556d56b3c2

deploy

sncast --profile=devnet deploy \
    --class-hash=0x056792130b48aef444ce7c422421fec1299e5be2d4bc5460e62b8fe6c53dbced \
    --salt=0

result

command: deploy
contract_address: 0x008e314294aa3362b8d8add557e95e93b28513c4f904a87cab4c25497f843576
transaction_hash: 0x01aaa33c8001d94971cf8908ec0e5566b0cf0a374ef2cb7d9fa84dad45f6ff27

(4) proof 만들기

circuit 폴더로 돌아가서 Prover.toml 파일을 만들어서 witness 를 만들고 witness로 proof를 만들어줄것이다.

Prover.toml

age = 25
min_age = 20

witness 생성

nargo execute witness

proof 생성

bb prove -s ultra_honk --oracle_hash starknet --zk -b target/circuit.json -w target/witness.gz -o target/

(5) proof 검증

cli 검증

call data 생성

garaga calldata --system ultra_starknet_zk_honk --proof target/proof --vk target/vk --public-inputs target/public_inputs > ../verifier/calldata.text

매우긴 call data 가 생성된다.

contract 검증

verifier 쪽으로 폴더 이동후 실행한다.

sncast --profile=devnet call \
    --contract-address=0x008e314294aa3362b8d8add557e95e93b28513c4f904a87cab4c25497f843576 \
    --function=verify_ultra_starknet_zk_honk_proof \
    --calldata $(cat calldata.txt)

result

command: call
response: [0x0, 0x1, 0x14, 0x0]

contract 에 있는 주석을 보면 성공했을때 public input 을 return 한다고 한다. 실패시 반환 안한다고함.

3번째 인자로 public input인 20이 나왔다.

// This function returns an Option for the public inputs if the proof is valid.
// If the proof is invalid, the execution will either fail or return None.
0x0 (0): 첫 번째 public input (시작 인덱스)
0x1 (1): 성공 플래그 또는 상태 값
0x14 (20): min_age = 20 - 우리가 설정한 최소 나이
0x0 (0): 마지막 public input (종료 인덱스)

번외로 circuit 에 만족하지 않으면 witness 가 생성이 안된다.

error: Failed constraint
  ┌─ src/main.nr:2:10
  │
2 │   assert(age >= min_age);
  │          --------------
  │
  = Call stack:
    1. src/main.nr:2:10

Failed to solve program: 'Cannot satisfy constraint'

레퍼런스

• Noir Verifier

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