USING GOST 34.11-2018 IN THE FRI PROTOCOL

Abstract

В статье рассматривается проблема применимости отечественных криптографических алгоритмов в современных системах доказательств с нулевым разглашением (zero-knowledge proofs, ZKP), которые находят широкое применение в блокчейнах, цифровой идентификации, медицинских и биометрических системах, а также в задачах машинного обучения и защиты конфиденциальных данных. Особое внимание уделено использованию алгоритма хэширования ГОСТ 34.11-2018 «Стрибог» в качестве случайного оракула в протоколах доказательств, где этот компонент играет ключевую роль для обеспечения корректности и безопасности вычислений. В работе проводится краткий обзор современных парадигм построения систем доказательства выполнения произвольных вычислений. В качестве объекта анализа выбран постквантовый протокол FRI, который активно применяется в агрегируемых ZKP-системах и опирается на использование хэш-функций для построения деревьев Меркля и генерации случайных элементов поля. Авторами реализована экспериментальная версия протокола FRI на языке Python с возможностью замены криптографических примитивов и проведения замеров производительности. В рамках эксперимента стандартные хэш-функции семейства Keccak были заменены на «Стрибог», что позволило провести сравнение времени работы протокола. Результаты показали, что использование ГОСТ 34.11-2018 приводит к замедлению генерации доказательства примерно в два раза, однако такое снижение производительности не является критичным для приложений, где ключевым фактором выступает соответствие национальным стандартам и регуляторным требованиям. Сделан вывод о принципиальной возможности применения алгоритма «Стрибог» в ZKP-протоколах и обозначены направления дальнейшей оптимизации его использования, включая аппаратные ускорения и адаптацию к современным моделям построения хэш-губок.