构建第一个zk - 技术栈

1 必要步骤

视频学习：5. Circcom 中的基本算术电路_哔哩哔哩_bilibili

文字学习：https://hackmd.io/@YlNLZS2ESI21OSqdTW_mPw/S1jqN-h80/edit

第五课，circom实践，需要安装

1 vscode

2 rust：Windows安装Rust环境（详细教程）-CSDN博客

安装rust出现问题解决方案：Windows 11 上通过国内源安装 Rust - rust - 大象笔记 (sunzhongwei.com)

rust 安装完成后测试是否能正常使用：

rust 创建项目并运行_rust 创建节目-CSDN博客

以上完成后接下来安装 circom 和 snarkjs，在全局模式下下载：

复制代码

npm install circom -g

npm install snarkjs -g

最终：

C语言依赖：x86_64-14.1.0-release-posix-seh-ucrt-rt_v12-rev0

rust版本：rustc 1.80.1 (3f5fd8dd4 2024-08-06)

node版本：v18.19.0

2 电路设计

2.1 前期准备

新建一个zkProject文件夹，用于存放zk相关的代码

复制代码

mkdir zkProject

进入此文件夹

复制代码

cd zkProject

再新建一个文件夹

复制代码

mkdir zktest1
cd zktest1

打开vscode

复制代码

code .

在vscode中打开终端

2.2 创建项目

初始化一个默认的package.json和安装必要的包

复制代码

npm init -y

安装依赖，此处参考文章：构建零知识snark电路时出现问题解决方案（circom2）_circom 编译总出错-CSDN博客

复制代码

npm install --save circom snarkjs

新建一个名为【circuit.circom】的文件

2.3 设计电路

文件中写入测试示例并保存

复制代码

pragma circom  2.0.0;

// f(x,y) = x^2 * y + x * y^2 + 17
// Signal Definition: 
// 1、所有的输入都是信号
// 2、每次将两个信号相乘时，都需要定义一个新的信号
// 3、一次只能占用两个信号来获取一个新的信号
// 4、所有的输出都是信号

// 模版
template F() {

    // Declaration of signals.
    signal input x;
    signal input y;
    signal output o;

    signal m1 <== x * x;
    signal m2 <== m1 * y;

    signal m3 <== y * y;
    signal m4 <== m3 * x;

    o <== m2 + m4 + 17;

}

//组装
component main = F();

2.4 编译电路

运行电路前需要先编译，编译命令为【circom 电路文件名 --r1cs --wasm】

其中，r1cs：一阶约束系统,最多只有一次信号之间的乘法。

wasm：web浏览器可以理解的二进制代码

复制代码

circom circuit.circom --r1cs --wasm

若出现以下问题：

circom : 无法加载文件 D:\node\node_global\circom.ps1，因为在此系统上禁止运行脚本。有关详细信息，请参阅 https:/go.microsoft.com/fwl

ink/?LinkID=135170 中的 about_Execution_Policies。

所在位置行:1 字符: 1

circom circuit.circom --r1cs --wasm

~~~~~~

snarkjs wtns export json witness.wtns witness.json

CategoryInfo : SecurityError: (:) \[\]，PSSecurityException

FullyQualifiedErrorId : UnauthorizedAccess

解决方法：cnpm : 无法加载文件 node_global\cnpm.ps1，因为在此系统上禁止运行脚本-CSDN博客

编译成功后，运行此电路，通过刚刚生成的js文件进行运行。

2.5 运行电路

新建一个json文件，用于给出电路的输入

终端输入

复制代码

node ./circuit_js/generate_witness.js ./circuit_js/circuit.wasm input.json witness.wtns

可以看见对应的见证生成

若要读这里面的内容，则需要转为json格式

内容如下：

见证文件的第一个数字总是1，代表电路中的常量操作。

接下来是总输出 47 ，然后是两个输入2、3，剩下的是全部的中间变量。

但会少一个（不知道原因）