격자 기반 다항식 커밋먼트 스킴(PCS)은 타원곡선이 제공하는 짧은 증명 크기와, 오늘날 배포된 양자내성 기본값인 해시 기반 스킴은 갖지 못하는 '커밋먼트 시간이 다항식 길이가 아니라 0이 아닌 항의 개수에 비례한다'는 속성을 동시에 양자내성으로 약속한다. 이 두 번째 속성은 거의 전부가 0인 거대한 다항식에 커밋해야 하는 Jolt 제로지식 가상머신(zkVM)의 핵심 구성요소인 Twist and Shout(CRYPTO 2026) 메모리 검사 논증에 필수적이지만, 최근 활발한 연구에도 불구하고 기존 격자 기반 PCS는 짧은 증명·빠른 검증·표준 가정(Module-SIS) 기반 안전성이라는 세 요구사항 중 최대 두 개만 만족했다. Akita는 이 세 가지를 모두 달성하는 격자 기반 PCS로, 직전작인 Hachi(ePrint 2026)의 제곱근 시간 검증자를 공개 설정 행렬을 사전에 커밋하는 새로운 '설정 오프로딩' 기법으로 개선해 검증 시간을 O(N^(1/K))로 줄였다. Rust로 구현해 벤치마크한 결과 증명 크기는 58~68KB로 Greyhound와 동급이면서 검증은 22.1배에서 108.7배 더 빠르며, Jolt에 통합했을 때 프로버는 2.2~4.2배, 검증자는 2.8~8.5배 빨라지면서도 모든 증명이 100KB 미만을 유지했다.
- •짧은 증명·빠른 검증·표준 가정(Module-SIS) 세 가지를 모두 만족하는 첫 격자 기반 PCS
- •공개 설정 행렬을 사전 커밋하는 '설정 오프로딩' 기법으로 검증 시간을 O(N^(1/K))로 단축
- •증명 크기 58~68KB로 Greyhound와 동급, 검증은 22.1~108.7배 더 빠름
- •Jolt zkVM 통합 시 프로버 2.2~4.2배, 검증자 2.8~8.5배 가속, 모든 증명 100KB 미만
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Akita: A High-Performance Lattice-Based Polynomial Commitment Scheme
- 1.격자 기반 다항식 커밋먼트 '아키타(Akita)' 공개, 기존보다 검증 속도 22.1~108.7배 향상
- 2.증명 크기 58~68KB로 그레이하운드와 동급 유지하면서 검증 속도만 대폭 개선
- 3.Jolt zkVM 통합 시 프로버 2.2~4.2배·검증기 2.8~8.5배 가속, 모든 증명 100KB 이하
- 4.모듈-SIS 표준 가정 기반 보안 확보, 설정 행렬 사전 커밋하는 오프로딩 기법으로 검증 시간 단축
왜 중요한가?
기존 격자 기반 커밋먼트 스킴들이 증명 크기·검증 속도·표준 가정 기반 보안성 중 최대 2개만 만족했던 한계를 아키타가 3개 모두 충족해, 포스트 퀀텀 SNARK를 실제 zkVM에 배치 가능한 수준으로 끌어올렸다는 점에서 의미가 크다.
이 기술은 양자 컴퓨터 시대에 대비한 블록체인 보안의 핵심 요소인 포스트-퀀텀 SNARK의 효율성을 크게 향상시킬 잠재력을 가집니다. 국내 블록체인 기업들 또한 양자 내성 암호(PQC) 기술 도입과 연구에 관심을 기울이고 있어, 이러한 근본적인 암호 기술의 발전은 미래 블록체인 인프라 구축에 중요한 이정표가 될 것입니다.
본문 미리보기
Lattice-based polynomial commitment schemes (PCSs) promise post-quantum SNARKs with two properties that elliptic curves provide and hash-based schemes, today's deployed post-quantum default, do not: concretely small proofs and commitment time proportional to the number of nonzero entries in the committed polynomial rather than its length. The second property is essential to Twist and Shout (CRYPTO 2026), the fastest known memory-checking arguments and a core component of the Jolt zero-knowledge
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