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Magnetar di Microsoft genera prove dell’esecuzione del codice fino a 39 volte più velocemente
Microsoft Research ha presentato Magnetar, un sistema di prove a conoscenza zero che verifica programmi compilati per RISC-V e si basa su funzioni hash standard. Nei test su 15 carichi di lavoro ha superato tre sistemi concorrenti, con incr
AI.info Team · Scritto con l’IA ·
Microsoft Research afferma che Magnetar, il suo nuovo sistema di prove, può verificare l’esecuzione dei programmi senza eseguirli di nuovo e, nei test del team, può generare prove per i carichi di lavoro a velocità fino a 39 volte superiori a quelle di sistemi comparabili. Il sistema è progettato per programmi comuni compilati per l’architettura di processore RISC-V e basa la propria sicurezza su funzioni hash standard come SHA-256 o SHA-3. Microsoft Research ha pubblicato l’annuncio il 15 ottobre.
Magnetar punta al codice di uso comune
Magnetar è una macchina virtuale a conoscenza zero, o zkVM: produce una prova crittografica che un programma è stato eseguito con determinati input e ha restituito un determinato risultato. Chi verifica può controllare la prova in millisecondi anziché ripetere il calcolo, mentre la proprietà di conoscenza zero può mantenere nascosti gli input privati. Microsoft Research afferma che gli sviluppatori possono scrivere programmi in Rust, Go o C, compilarli come di consueto per RISC-V e dimostrarne l’esecuzione senza tradurre il programma in un circuito crittografico personalizzato.
«Di conseguenza, generare prove smette di essere un’attività riservata agli specialisti», scrive Srinath Setty, ricercatore senior principal e responsabile presso Microsoft Research. Setty cita le politiche aziendali, le pipeline di dati e gli interpreti per la Ethereum Virtual Machine come esempi di programmi di cui si potrebbe dimostrare l’esecuzione così come sono scritti. L’annuncio descrive possibili utilizzi, non un lancio commerciale generale né un’implementazione.
15 carichi di lavoro, tre confronti
Il paper tecnico di Microsoft valuta Magnetar su 15 carichi di lavoro applicativi, tra cui l’hashing crittografico e i trasferimenti di token in un piccolo interprete della Ethereum Virtual Machine. Su un MacBook Pro M4 Max che utilizza 12 core ad alte prestazioni, il paper riporta incrementi della produttività nella generazione delle prove, calcolati come media geometrica, di circa 39 volte rispetto a SP1 Hypercube, 18 volte rispetto a Jolt-Dory e 9,6 volte rispetto a Jolt-Akita. Questi sistemi adottano approcci crittografici diversi, quindi i confronti non sono semplici classifiche di velocità separate dalle ipotesi di sicurezza.
Il paper riporta per Magnetar una produttività compresa tra 7,2 milioni e 8,7 milioni di cicli al secondo, con prove di circa 600 KiB la cui verifica richiede da 11 a 13 millisecondi. Il blog di Microsoft Research fornisce una sintesi più ampia: incrementi medi di velocità da 10 a 39 volte rispetto alle zkVM esistenti più veloci della stessa categoria, sulla stessa macchina. Secondo il blog, una versione ottimizzata raggiunge tra 9,5 milioni e 12,8 milioni di cicli al secondo.
Le funzioni hash standard determinano il compromesso sulla sicurezza
Secondo Microsoft, la sicurezza di Magnetar si basa su funzioni hash standard anziché su curve ellittiche, ipotesi basate sui reticoli, funzioni hash specializzate o una configurazione iniziale fidata. La scelta mira a evitare di fare affidamento su ipotesi crittografiche che computer quantistici sufficientemente potenti potrebbero mettere a rischio, evitando al tempo stesso costruzioni più recenti e meno sottoposte a scrutinio. I ricercatori presentano il progetto come un approccio post-quantistico; i risultati dei benchmark non stabiliscono quali siano le prestazioni del sistema in ogni implementazione o applicazione.
Il compromesso è visibile nelle dimensioni delle prove: secondo il paper, quelle di Magnetar sono circa 4,6 volte più piccole di quelle di SP1 Hypercube, mentre quelle di Jolt sono inferiori a 100 KiB ma si basano su ipotesi relative alle curve ellittiche o ai reticoli. Magnetar rende inoltre la verifica delle prove un’operazione efficiente all’interno del proprio progetto, consentendo di generare prove per parti di un calcolo e di combinarle. Nei test riportati, quelle prove misuravano circa 600 KiB e venivano verificate in 11-13 millisecondi.