第 1 章：snarkjs/Circom 简介

snarkjs 是 zkSNARK 方案的 JavaScript库。类似 Zokrates，它提供了另外一种语言 circom 来编写电路。同样，我们扩展它来生成证明和在比特币上验证证明。

安装

1. 安装 circom 编译器

curl -Ls https://scrypt.io/scripts/setup-circom.sh | sh

2. 安装 snarkjs 库

然后使用以下命令从安装我们的扩展版本：

npm install -g snarkjs-scrypt

工作流程

整个工作流程与原始 snarkjs 相同，只是验证步骤是在比特币上完成的。一般来说，它包含以下步骤：

1. 设计电路

用 circom 语言实现电路。例如，这个名为 factor.circom 的简单电路/程序证明了人们知道将整数 n 分解为两个整数，而无需透露整数。该电路有两个名为 p 和 q 的私有输入和一个名为 n 的公共输入。关于如何使用 circom 的更多信息，您可以参考 https://docs.circom.io 。

// p 和 q 是 n 的因式分解
pragma circom 2.0.0;

template Factor() {

    // Private Inputs:
    signal input p;
    signal input q;

    // Public Inputs:
    signal output n;

    assert(p > 1);
    assert(q > 1);

    n <== p * q;

}

component main = Factor();

2. 编译电路

使用以下命令编译电路：

circom factor.circom --r1cs --wasm

3. 开始新的 powers of tau 仪式

这个 new 的命令用于启动 powers of tau 的仪式。

snarkjs powersoftau new bn128 12 pot12_0000.ptau
snarkjs powersoftau contribute pot12_0000.ptau pot12_0001.ptau --name="First contribution" -e="$(openssl rand -base64 20)"
snarkjs powersoftau prepare phase2 pot12_0001.ptau pot12_final.ptau

最后得到输出文件 pot12_final.ptau。验证该文件是否可用：

snarkjs powersoftau verify pot12_final.ptau

3. 设置

目前，snarkjs 支持 2 个证明系统：groth16 和 PLONK。 Groth16 要求每个电路都进行 powers of tau 的仪式。 PLONK 不需要它，只要有通用的 powers of tau 的仪式的就足够了。

这将为该电路生成一个证明密钥并验证该密钥。

Plonk

snarkjs plonk setup factor.r1cs pot12_final.ptau circuit_final.zkey

Groth16

snarkjs groth16 setup factor.r1cs pot12_final.ptau factor_0000.zkey
snarkjs zkey contribute factor_0000.zkey circuit_final.zkey --name="Second contribution" -e="$(openssl rand -base64 20)"
snarkjs zkey verify factor.r1cs pot12_final.ptau circuit_final.zkey

4. 导出验证密钥

我们将验证密钥从 circuit_final.zkey 导出到 verification_key.json 中。

snarkjs zkey export verificationkey circuit_final.zkey verification_key.json

5. 计算见证人

首先，我们创建一个包含电路输入的文件 input.json，其内容为：

{
    "p": 7,
    "q": 13
}

接下来，我们使用编译电路得到的 factor.wasm 来计算见证人：

node generate_witness.js factor.wasm ../input.json ../witness.wtns

6. 生成证明

它使用证明密钥和见证人生成证明。

PLONK

snarkjs plonk prove circuit_final.zkey witness.wtns proof.json public.json

Groth16

snarkjs groth16 prove circuit_final.zkey witness.wtns proof.json public.json

6. 导出一个 sCrypt 验证器

这会输出一个智能合约文件“verifier.scrypt”，其中包含在链上验证证明所需的所有代码。

snarkjs zkey export scryptverifier

7. 验证证明

您可以在本地验证它：

PLONK

snarkjs plonk verify verification_key.json public.json proof.json

Groth16

snarkjs groth16 verify verification_key.json public.json proof.json

实战演习

完成右边的电路，以确保秘密输入 x 的平方等于 y 。