每秒1000萬次循環 格子版Jolt zkVM仍處Alpha階段

零知識虛擬機(zkVM)「Jolt」將原本採用橢圓曲線的多項式承諾方案，改為格子(lattice)基礎架構，同時端出後量子安全性與證明效能提升兩項成果。不過Jolt的公開程式庫目前仍標示為Alpha階段，距離實際導入服務還需要進一步驗證。

a16z crypto（安德森霍洛維茨創投旗下加密貨幣部門）在技術文件中指出，Jolt的多項式承諾方案已從「Dory」換成格子基礎的「Akita」。Akita以Module-SIS假設為基礎，目標達到128位元的安全等級。

多項式承諾是一種不需公開計算結果本身，就能證明該運算確實被正確執行的技術。Jolt採用的架構，是以零知識證明驗證RISC-V程式的執行結果。

這次調整等於將Jolt核心證明元件的一部分，換成能抵禦量子電腦攻擊的密碼學假設。與Module-SIS同系列的假設，也被美國國家標準技術研究院(NIST)所標準化的抗量子簽章方案ML-DSA、金鑰建立機制ML-KEM所採用。

效能提升幅度因硬體與密碼結構而異。在同一台筆電上，原本採橢圓曲線的Jolt每秒可證明超過100萬次RISC-V RV64IMAC循環，格子版Jolt則超過每秒200萬次。

在使用Apple Metal的MacBook GPU環境下，格子版Jolt每秒處理循環數達到1000萬次以上。同一台MacBook上採用Metal的橢圓曲線版Jolt，也能跑到每秒約400萬次，因此「較原本快3倍」這種說法，須分開CPU與GPU條件來理解。

速度提升的關鍵之一被歸因於「體（field）」大小。橢圓曲線方案運作在256位元體上，相較之下格子架構能以128位元體達到相近的安全等級，因而降低了體元素乘法運算的成本。

不過，上述比較是基於特定實作與硬體所做的自有基準測試，無法斷定在其他zkVM或作業環境中，也能重現相同倍數的效能提升。

證明大小被列為低於100KB。首爾大學電腦工程學系有關Akita的研討會資料則顯示，在M4 Max環境下，以128位元體處理2^26規模多項式的另一項實驗中，證明大小為106KB。

這兩項數據的實作與實驗條件並不相同。換句話說，「低於100KB」是a16z crypto所說明條件下得出的結果，106KB則屬於另一項獨立基準測試數值，兩者須分開看待。

Akita的開發由LayerZero研究團隊與工程師參與，並與卡內基美隆大學、南加州大學及a16z crypto研究人員合作完成。LayerZero將Akita定位為可套用在其他零知識證明系統上的開源基礎技術。

LayerZero將Akita描述為「可用於正式環境（production-ready）」的技術。相對地，a16z的Jolt公開程式庫仍將Jolt標示為Alpha階段，並註明目前尚不適合用於正式環境。

由此看來，這次公開較適合視為一次針對後量子zkVM元件與效能的技術驗證，畢竟技術公開、實際部署到區塊鏈服務，以及安全性驗證，本質上屬於不同階段。

本刊先前報導也曾介紹將Dory換成Akita、藉此提升證明速度與縮小證明大小的內容；此次資料則聚焦於CPU與GPU環境下的效能差異，以及Akita目前的商用化階段。

a16z crypto表示，將發布後續論文為Jolt加入零知識特性（zero-knowledge property），但並未提出具體發布時間。至於在實際區塊鏈網路與行動裝置環境下的持續效能表現，則有待後續論文與獨立基準測試進一步確認。