PLONK

PLONK, dessen Name ein Akronym für Permutations over Lagrange-bases for Oecumenical Noninteractive arguments of Knowledge ist, wurde 2019 von Ariel Gabizon, Zachary J. Williamson und Oana Ciobotaru veröffentlicht. Sein kennzeichnendes Merkmal ist ein universeller Structured Reference String: Statt für jeden Schaltkreis ein neues Setup zu verlangen, genügt eine einzige Zeremonie vom Typ Powers of Tau für beliebige Schaltkreise bis zu einer Maximalgröße. Zudem ist er aktualisierbar: Jeder kann Zufälligkeit beisteuern, und es reicht ein einziger ehrlicher Teilnehmer, damit das Setup sicher ist.

Intern kombiniert PLONK drei Bausteine: ein Permutationsargument, das die Kopierbeschränkungen zwischen den Leitungen des Schaltkreises durchsetzt, Polynome in Lagrange-Basis über Auswertungsdomänen sowie KZG-Polynom-Commitments, die den Reference String aus dem Trusted Setup benötigen. Dieses Design trennt klar zwischen der einmaligen Anfangszeremonie und der Arbeit pro Schaltkreis, die kein zusätzliches Vertrauen mehr erfordert.

Der Vergleich mit Groth16 fasst sein Profil zusammen. Groth16 erzeugt kompaktere Beweise aus nur drei Gruppenelementen und ermöglicht eine sehr günstige Verifikation, verlangt aber eine eigene Zeremonie pro Schaltkreis. PLONK nimmt eine etwas größere Beweisgröße in Kauf und erhält dafür ein universelles Setup, das bei Änderungen am Schaltkreis nicht wiederholt werden muss. Deshalb passt es zu Plattformen mit vielen oder sich laufend weiterentwickelnden Schaltkreisen; übernommen oder angepasst haben es Projekte wie zkSync, Aztec, Dusk Network und Mina. Halo 2 von Zcash nutzt eine PLONKish-Arithmetisierung ohne Trusted Setup.