解读Noir：零知识（ZK）的通用语言
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资助地址: DAOrayaki.eth
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研究种类：ZK
创作者：Yofu @DAOrayaki.org
审核者：Shaun@DAOrayaki.org
原文：Noir Introducing Noir: The Universal Language of Zero-Knowledge
Zk因隐私性和可扩展性成为了区块链技术领域的分水岭。但zk堆栈因繁琐且难以理解，使得zk应用开发者的数量只是区块链开发者总数的一个小子集。Noir 是一种基于 Rust 的领域特定语言 (DSL)，用于创建和验证零知识证明。该语言由Aztec团队开发，致力于成为编写与任何证明系统兼容的 zk 应用程序的最简单方法。
目前推出两个新的 Typescript 库，NoirJS：在浏览器中编译 Noir 电路； Barretenberg.js：在浏览器中证明和验证这些电路。
ZK应用的开发障碍：
目前的zk堆栈是繁琐且难以理解的。ZK 构建者如Circom和ZoKrates，被视为功能强大而灵活，但仍需要密码学概念的知识，这为开发者的广泛采用制造了障碍。
现有的电路编译语言需要两个大脑：
一个理解证明系统、可信设置和一些低级密码学的密码学大脑；
一个应用开发者的大脑，能够直观地推理公共和私人状态，以创建新的区块链应用。
这是一件门槛非常高的事情，导致今天zk应用开发者的数量只是区块链开发者总数的一个小子集。
Noir 试图打破以上的复杂性，成为足够简单的解决方案。
通过抽象出潜在的密码复杂性，同时保留其他电路构建语言的所有功能和灵活性，Noir 允许任何开发人员——不仅仅是具有密码学知识的人——构建 zk 应用程序。同时，开发人员可以专注于设计私有应用程序背后的逻辑。
Noir语言：
单脑解决方案
Noir致力于使zk电路和应用程序的创建比以往任何时候都更容易。Noir与Rust的相似性使其简单、熟悉、易于理解。
创建一个条件就像写 "if "一样简单。使用其他zk电路编写语言需要下载电路库，阅读它们以了解其底层逻辑，然后调用基本功能的库实现。
许多基本功能（如 Pedersen 哈希）不必在 Noir 电路中重新实现——已融入语言本身。
示例：Circomlib 的多路复用器实现：https://github.com/iden3/circomlib/blob/master/circuits/mux1.circom
Noir 的简单性也意味着与替代电路书写语言相比，有了一些改进：
免于头痛的依赖性管理。Noir有自己的软件包管理器nargo，它模拟了Rust的crate和软件包管理系统。nargo支持使用上传到Github的依赖关系，允许开发者将Noir电路的依赖关系和集成这些电路的项目分开。
电路调试更简单。开发人员无需编写脚本并下载证明和验证者密钥，还可以使用 nargo 来证明和验证电路。
自主执行。最后，开箱即用的 Noir 允许您构建编译的 Solidity 合约，以验证任何与 EVM 兼容的区块链上的证明。智能合约开发人员现在可以执行基于 Noir 证明的逻辑。
标准加密库
Noir 还拥有一个标准库，其中包含电路开发中常用的高度优化功能。
stdlib 使开发人员可以访问广泛使用的复杂算法，这些算法是由 Aztec 团队手写并严格优化的。在抽象层的简单性和它的效率之间总是存在权衡——在这种情况下，程序转换为约束的效率。
标准库为开发人员提供了高水平的电路效率，同时与一个简单、易于使用的抽象层进行交互。
证明系统不可知
最后，由于 Noir 不直接编译为电路，而是编译为中间表示（类似于 LLVM），它与多个后端证明系统兼容，包括 PLONK、Groth16 和 Marlin。
我们将这种中间表示称为 ACIR（抽象电路中间表示）。
Aztec Network 有一个名为 Barretenberg 的证明系统后端，它在 Plonk 上运行。但是使用 Noir 进行开发意味着您可以根据需要插入任何基于 SNARK 的验证系统。
Noir的实践
关注我们
Noir的直观性必须亲眼所见才能相信，所以我们在Noir中创建了一些电路的示例实现，向你展示它们与普通参考代码的对比情况。
🧠 Mastermind
Mastermind是一个简单的数字猜测游戏，类似于疯狂流行的益智游戏Wordle。我们在Noir中对Mastermind的实现大约是现有参考实现的一半长度。
在Circom中的Mastermind：https://github.com/vezenovm/week3/blob/master/Part1/contracts/circuits/hitandblow.circom
Noir中的Mastermind：https://github.com/vezenovm/mastermind-noir/blob/master/circuits/src/main.nr
Tornado Cash
Tornado Cash在引擎盖下允许用户证明他们拥有Merkle树中的一个给定的音符。下面我们展示了一个仅用10行就能实现的类似Merkle成员证明的例子。
Circom中的Tornado Cash：https://github.com/tornadocash/tornado-core/blob/master/circuits/withdraw.circom
Noir中的Tornado Cash：https://github.com/vezenovm/simple_shield/blob/master/circuits/src/main.nr
Barretenberg.js
Barretenberg后端的Noir Typescript包装器。允许应用开发者在Javascript中创建证明，而不是通过Rust命令。
该包装器允许在浏览器中直接构建证明，允许Zk开发者快速、轻松地创建全栈的Noir程序。
Noir抽象了大量的密码学，使开发者能够使用密码学功能，而不必担心安全问题，从而降低了开发障碍。
Noir：语言
Noir 语言与 Rust 类似，具有开箱即用的功能，任何应用程序开发人员都应该熟悉：
功能
子模块
结构/用户定义类型
IF语句
循环
全局常量
还有一些正在开发但尚未实现的功能，例如泛型和高阶函数。
用例
使用 Noir 比以前更快地构建 zk 游戏。 Wordle、Battleships 和 Mastermind 的实现可以在一个下午完成。
借助 Barretenberg.js 库，开发人员还可以在 Aztec Connect 上创建成员资格和身份证明、盲拍以及可以启用私人空投的行动证明。
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