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https://github.com/arnaucube/circomlib.git
synced 2026-02-06 18:56:43 +01:00
Poseidon
This commit is contained in:
@@ -127,12 +127,16 @@ class Contract {
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jmp(label) {
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this._pushLabel(label);
|
||||
if (typeof label !== "undefined") {
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this._pushLabel(label);
|
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}
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this.code.push(0x56);
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||||
}
|
||||
|
||||
jmpi(label) {
|
||||
this._pushLabel(label);
|
||||
if (typeof label !== "undefined") {
|
||||
this._pushLabel(label);
|
||||
}
|
||||
this.code.push(0x57);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
115
src/poseidon.js
Normal file
115
src/poseidon.js
Normal file
@@ -0,0 +1,115 @@
|
||||
const bn128 = require("snarkjs").bn128;
|
||||
const bigInt = require("snarkjs").bigInt;
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const createBlakeHash = require("blake-hash");
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const assert = require("assert");
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const F = bn128.Fr;
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const SEED = "poseidon";
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const NROUNDSF = 8;
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const NROUNDSP = 57;
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const T = 6;
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function getPseudoRandom(seed, n) {
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const res = [];
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let h = createBlakeHash("blake256").update(seed).digest();
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||||
while (res.length<n) {
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const n = F.affine(bigInt.leBuff2int(h));
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||||
res.push(n);
|
||||
h = createBlakeHash("blake256").update(h).digest();
|
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}
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return res;
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}
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function allDifferent(v) {
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for (let i=0; i<v.length; i++) {
|
||||
if (v[i].isZero()) return false;
|
||||
for (let j=i+1; j<v.length; j++) {
|
||||
if (v[i].equals(v[j])) return false;
|
||||
}
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}
|
||||
return true;
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}
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||||
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||||
exports.getMatrix = (t, seed, nRounds) => {
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||||
if (typeof seed === "undefined") seed = SEED;
|
||||
if (typeof nRounds === "undefined") nRounds = NROUNDSF + NROUNDSP;
|
||||
if (typeof t === "undefined") t = T;
|
||||
let nonce = "0000";
|
||||
let cmatrix = getPseudoRandom(seed+"_matrix_"+nonce, t*2);
|
||||
while (!allDifferent(cmatrix)) {
|
||||
nonce = (Number(nonce)+1)+"";
|
||||
while(nonce.length<4) nonce = "0"+nonce;
|
||||
cmatrix = getPseudoRandom(seed+"_matrix_"+nonce, t*2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
const M = new Array(t);
|
||||
for (let i=0; i<t; i++) {
|
||||
M[i] = new Array(t);
|
||||
for (let j=0; j<t; j++) {
|
||||
M[i][j] = F.affine(F.inverse(F.sub(cmatrix[i], cmatrix[t+j])));
|
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}
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||||
}
|
||||
return M;
|
||||
};
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||||
|
||||
exports.getConstants = (t, seed, nRounds) => {
|
||||
if (typeof seed === "undefined") seed = SEED;
|
||||
if (typeof nRounds === "undefined") nRounds = NROUNDSF + NROUNDSP;
|
||||
if (typeof t === "undefined") t = T;
|
||||
const cts = getPseudoRandom(seed+"_constants", nRounds);
|
||||
return cts;
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};
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||||
|
||||
function ark(state, c) {
|
||||
for (let j=0; j<state.length; j++ ) {
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||||
state[j] = F.add(state[j], c);
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||||
}
|
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}
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function sigma(a) {
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return F.mul(a, F.square(F.square(a,a)));
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||||
}
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||||
function mix(state, M) {
|
||||
const newState = new Array(state.length);
|
||||
for (let i=0; i<state.length; i++) {
|
||||
newState[i] = F.zero;
|
||||
for (let j=0; j<state.length; j++) {
|
||||
newState[i] = F.add(newState[i], F.mul(M[i][j], state[j]) );
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
for (let i=0; i<state.length; i++) state[i] = newState[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
exports.createHash = (t, nRoundsF, nRoundsP, seed) => {
|
||||
|
||||
if (typeof seed === "undefined") seed = SEED;
|
||||
if (typeof nRoundsF === "undefined") nRoundsF = NROUNDSF;
|
||||
if (typeof nRoundsP === "undefined") nRoundsP = NROUNDSP;
|
||||
if (typeof t === "undefined") t = T;
|
||||
|
||||
assert(nRoundsF % 2 == 0);
|
||||
const C = exports.getConstants(t, seed, nRoundsF + nRoundsP);
|
||||
const M = exports.getMatrix(t, seed, nRoundsF + nRoundsP);
|
||||
return function(inputs) {
|
||||
let state = [];
|
||||
assert(inputs.length < t);
|
||||
assert(inputs.length > 0);
|
||||
for (let i=0; i<inputs.length; i++) state[i] = bigInt(inputs[i]);
|
||||
for (let i=inputs.length; i<t; i++) state[i] = F.zero;
|
||||
|
||||
for (let i=0; i< nRoundsF + nRoundsP; i++) {
|
||||
ark(state, C[i]);
|
||||
if ((i<nRoundsF/2) || (i >= nRoundsF/2 + nRoundsP)) {
|
||||
for (let j=0; j<t; j++) state[j] = sigma(state[j]);
|
||||
} else {
|
||||
state[0] = sigma(state[0]);
|
||||
}
|
||||
mix(state, M);
|
||||
}
|
||||
return F.affine(state[0]);
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
180
src/poseidon_gencontract.js
Normal file
180
src/poseidon_gencontract.js
Normal file
@@ -0,0 +1,180 @@
|
||||
// Copyright (c) 2018 Jordi Baylina
|
||||
// License: LGPL-3.0+
|
||||
//
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||||
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||||
const Poseidon = require("./poseidon.js");
|
||||
|
||||
const Contract = require("./evmasm");
|
||||
|
||||
const SEED = "poseidon";
|
||||
const NROUNDSF = 8;
|
||||
const NROUNDSP = 57;
|
||||
const T = 6;
|
||||
|
||||
function toHex256(a) {
|
||||
let S = a.toString(16);
|
||||
while (S.length < 64) S="0"+S;
|
||||
return "0x" + S;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function createCode(t, nRoundsF, nRoundsP, seed) {
|
||||
if (typeof seed === "undefined") seed = SEED;
|
||||
if (typeof nRoundsF === "undefined") nRoundsF = NROUNDSF;
|
||||
if (typeof nRoundsP === "undefined") nRoundsP = NROUNDSP;
|
||||
if (typeof t === "undefined") t = T;
|
||||
|
||||
const K = Poseidon.getConstants(t, seed, nRoundsP + nRoundsF);
|
||||
const M = Poseidon.getMatrix(t, seed, nRoundsP + nRoundsF);
|
||||
|
||||
const C = new Contract();
|
||||
|
||||
function saveM() {
|
||||
for (let i=0; i<t; i++) {
|
||||
for (let j=0; j<t; j++) {
|
||||
C.push(toHex256(M[i][j]));
|
||||
C.push((1+i*t+j)*32);
|
||||
C.mstore();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
function ark(r) {
|
||||
C.push(toHex256(K[r])); // K, st, q
|
||||
for (let i=0; i<t; i++) {
|
||||
C.dup(1+t); // q, K, st, q
|
||||
C.dup(1); // K, q, K, st, q
|
||||
C.dup(3+i); // st[i], K, q, K, st, q
|
||||
C.addmod(); // newSt[i], K, st, q
|
||||
C.swap(2 + i); // xx, K, st, q
|
||||
C.pop();
|
||||
}
|
||||
C.pop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
function sigma(p) {
|
||||
// sq, q
|
||||
C.dup(t); // q, st, q
|
||||
C.dup(1+p); // st[p] , q , st, q
|
||||
C.dup(1); // q, st[p] , q , st, q
|
||||
C.dup(0); // q, q, st[p] , q , st, q
|
||||
C.dup(2); // st[p] , q, q, st[p] , q , st, q
|
||||
C.dup(0); // st[p] , st[p] , q, q, st[p] , q , st, q
|
||||
C.mulmod(); // st2[p], q, st[p] , q , st, q
|
||||
C.dup(0); // st2[p], st2[p], q, st[p] , q , st, q
|
||||
C.mulmod(); // st4[p], st[p] , q , st, q
|
||||
C.mulmod(); // st5[p], st, q
|
||||
C.swap(1+p);
|
||||
C.pop(); // newst, q
|
||||
}
|
||||
|
||||
function mix() {
|
||||
C.label("mix");
|
||||
for (let i=0; i<t; i++) {
|
||||
for (let j=0; j<t; j++) {
|
||||
if (j==0) {
|
||||
C.dup(i+t); // q, newSt, oldSt, q
|
||||
C.push((1+i*t+j)*32);
|
||||
C.mload(); // M, q, newSt, oldSt, q
|
||||
C.dup(2+i+j); // oldSt[j], M, q, newSt, oldSt, q
|
||||
C.mulmod(); // acc, newSt, oldSt, q
|
||||
} else {
|
||||
C.dup(1+i+t); // q, acc, newSt, oldSt, q
|
||||
C.push((1+i*t+j)*32);
|
||||
C.mload(); // M, q, acc, newSt, oldSt, q
|
||||
C.dup(3+i+j); // oldSt[j], M, q, acc, newSt, oldSt, q
|
||||
C.mulmod(); // aux, acc, newSt, oldSt, q
|
||||
C.dup(2+i+t); // q, aux, acc, newSt, oldSt, q
|
||||
C.swap(2); // acc, aux, q, newSt, oldSt, q
|
||||
C.addmod(); // acc, newSt, oldSt, q
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
for (let i=0; i<t; i++) {
|
||||
C.swap((t -i) + (t -i-1));
|
||||
C.pop();
|
||||
}
|
||||
C.push(0);
|
||||
C.mload();
|
||||
C.jmp();
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// Check selector
|
||||
C.push("0x0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000");
|
||||
C.push(0);
|
||||
C.calldataload();
|
||||
C.div();
|
||||
C.push("0xc4420fb4"); // poseidon(uint256[])
|
||||
C.eq();
|
||||
C.jmpi("start");
|
||||
C.invalid();
|
||||
|
||||
C.label("start");
|
||||
|
||||
saveM();
|
||||
|
||||
C.push("0x30644e72e131a029b85045b68181585d2833e84879b9709143e1f593f0000001"); // q
|
||||
|
||||
// Load 6 values from the call data.
|
||||
// The function has a single array param param
|
||||
// [Selector (4)] [Pointer (32)][Length (32)] [data1 (32)] ....
|
||||
// We ignore the pointer and the length and just load 6 values to the state
|
||||
// (Stack positions 0-5) If the array is shorter, we just set zeros.
|
||||
for (let i=0; i<t; i++) {
|
||||
C.push(0x44+(0x20*(5-i)));
|
||||
C.calldataload();
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (let i=0; i<nRoundsF+nRoundsP; i++) {
|
||||
ark(i);
|
||||
if ((i<nRoundsF/2) || (i>=nRoundsP+nRoundsF/2)) {
|
||||
for (let j=0; j<t; j++) {
|
||||
sigma(j);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
sigma(0);
|
||||
}
|
||||
const strLabel = "aferMix"+i;
|
||||
C._pushLabel(strLabel);
|
||||
C.push(0);
|
||||
C.mstore();
|
||||
C.jmp("mix");
|
||||
C.label(strLabel);
|
||||
}
|
||||
|
||||
C.push("0x00");
|
||||
C.mstore(); // Save it to pos 0;
|
||||
C.push("0x20");
|
||||
C.push("0x00");
|
||||
C.return();
|
||||
|
||||
mix();
|
||||
|
||||
return C.createTxData();
|
||||
}
|
||||
|
||||
module.exports.abi = [
|
||||
{
|
||||
"constant": true,
|
||||
"inputs": [
|
||||
{
|
||||
"name": "input",
|
||||
"type": "uint256[]"
|
||||
}
|
||||
],
|
||||
"name": "poseidon",
|
||||
"outputs": [
|
||||
{
|
||||
"name": "",
|
||||
"type": "uint256"
|
||||
}
|
||||
],
|
||||
"payable": false,
|
||||
"stateMutability": "pure",
|
||||
"type": "function"
|
||||
}
|
||||
];
|
||||
|
||||
module.exports.createCode = createCode;
|
||||
|
||||
|
||||
16
src/poseidon_printconstants.js
Normal file
16
src/poseidon_printconstants.js
Normal file
@@ -0,0 +1,16 @@
|
||||
|
||||
|
||||
const Poseidon = require("./poseidon.js");
|
||||
|
||||
const C = Poseidon.getConstants();
|
||||
|
||||
let S = "[\n";
|
||||
|
||||
for (let i=0; i<C.length; i++) {
|
||||
S = S + " " + C[i].toString();
|
||||
if (i<C.length-1) S = S + ",";
|
||||
S = S + "\n";
|
||||
}
|
||||
S=S+ "]\n";
|
||||
|
||||
console.log(S);
|
||||
5
src/poseidon_printcontract.js
Normal file
5
src/poseidon_printcontract.js
Normal file
@@ -0,0 +1,5 @@
|
||||
const poseidonGenContract = require("./poseidon_gencontract");
|
||||
|
||||
|
||||
console.log(poseidonGenContract.createCode(6, 8, 57));
|
||||
|
||||
22
src/poseidon_printmatrix.js
Normal file
22
src/poseidon_printmatrix.js
Normal file
@@ -0,0 +1,22 @@
|
||||
|
||||
|
||||
const Poseidon = require("./poseidon.js");
|
||||
|
||||
const M = Poseidon.getMatrix();
|
||||
|
||||
let S = "[\n ";
|
||||
|
||||
for (let i=0; i<M.length; i++) {
|
||||
const LC = M[i];
|
||||
S = S + "[\n";
|
||||
for (let j=0; j<LC.length; j++) {
|
||||
S = S + " " + M[i][j].toString();
|
||||
if (j<LC.length-1) S = S + ",";
|
||||
S = S + "\n";
|
||||
}
|
||||
S = S + " ]";
|
||||
if (i<M.length-1) S = S + ",";
|
||||
}
|
||||
S=S+ "\n]\n";
|
||||
|
||||
console.log(S);
|
||||
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