零知识证明框架：gnark

一. zkSNARKs的一般构造流程

首先将一个NP问题拍平（Flatten）构成电路（若干个乘法门/加法门构成），在电路的基础上构造约束，也就是R1CS，有了约束就可以把NP问题抽象成QAP问题。有了QAP问题的描述，就可以在QAP上构建zkSNARKs。

二. gnark

gnark是consenSys开发的一个zkSARNK实现，采用Go语言，目前支持groth16，github地址：https://github.com/ConsenSys/gnark

下面以prover证明知道一个哈希函数的原像为例介绍gnark，在证明过程中prover不会泄露原像，如哈希值16130099170765464552823636852555369511329944820189892919423002775646948828469 的原像为35，此处使用的是MIMC哈希函数，MIMC哈希算法对电路友好

1. 下载gnark依赖

go get github.com/consensys/[email protected]

2. 定义电路：

type Circuit struct {
	PreImage frontend.Variable
	Hash     frontend.Variable `gnark:",public"`    //"public"表示该变量是一个公开变量，"-"表示默认该在电路编译时将忽略此变量，默认是"secret"
}

func (circuit *Circuit) Define(curveID ecc.ID, cs *frontend.ConstraintSystem) error {    
	mimc, _:= mimc.NewMiMC("seed", curveID) 
	cs.AssertIsEqual(circuit.Hash, mimc.Hash(cs, circuit.PreImage))
	return nil
}

3. 电路转化成 R1CS

var cubicCircuit Circuit   
r1cs, err := frontend.Compile(ecc.BN254, backend.GROTH16, &cubicCircuit)   //将Circuit电路装换成R1CS

4. 生成prover key 和verifier key

pk, vk, err := groth16.Setup(r1cs)

5. prover 生成 proof

var witness Circuit
witness.PreImage.Assign(35)
witness.Hash.Assign("16130099170765464552823636852555369511329944820189892919423002775646948828469")
proof, err := groth16.Prove(r1cs, pk, &witness)

6. verifier进行验证

var publicWitness Circuit
publicWitness.Hash.Assign("16130099170765464552823636852555369511329944820189892919423002775646948828469")
err := groth16.Verify(proof, vk, &publicWitness)