用零知识证明重塑漏洞披露机制
我们与约翰霍普金斯大学的合作伙伴Matthew Green正在利用零知识证明（ZK）技术建立一个可信环境，使科技公司与漏洞研究者能够安全沟通而不必担心破坏或纠纷。这项为期四年的研究将推动ZK证明从理论走向实践，为研究者提供能生成漏洞可利用性ZK证明的软件工具。该研究隶属于DARPA"加密验证与评估信息保护"（SIEVE）计划。
为什么需要漏洞可利用性的ZK证明？
软件厂商与漏洞研究者之间常因漏洞报告产生矛盾。研究者过度披露漏洞细节可能丧失奖励，而过早披露则可能损害企业声誉。更严重的是，当企业忽视安全团队警告时，研究者面临两难选择：保持沉默让用户处于风险，或公开漏洞迫使企业行动——后者可能反而帮助攻击者。
ZK证明将彻底改变这种局面，允许企业明确定义漏洞赏金范围，研究者则能无可辩驳地证明其拥有有效漏洞利用方案，同时避免公开披露风险。
ZK证明的设计原理
在ZK证明中，证明者无需透露具体信息即可验证陈述真实性。例如证明知道SHA256原像而不泄露原像本身。目前最著名的工业应用是Zcash等隐私区块链，用户通过ZK证明交易合法性而不暴露任何敏感信息。
开发高效ZK系统需权衡三个指标：
- 证明生成时间
- 验证时间
- 通信带宽（证明数据量）
核心挑战在于将待证明陈述转换为无循环的布尔/算术电路。这对缺乏明确数学表述的问题尤为困难，例如包含数据依赖循环的程序必须展开处理。
漏洞可利用性证明技术实现
由于ZK证明接受布尔电路表述，我们需要构建仅在漏洞利用成功时返回"真"的电路。关键挑战包括：
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处理器建模：需精确模拟目标程序的编译架构。初始方案是对处理器单步运行建模，但会导致电路规模爆炸（50MB内存的100条指令轨迹将产生5GB电路）。
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内存验证优化：采用SNARKs for C的方案，将证明分为核心逻辑与内存正确性两部分。逻辑验证通过检查指令序列状态转移实现，内存验证则通过内存排序轨迹的线性扫描完成，避免直接处理整个RAM。
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防伪造机制：通过"置换检查器"电路确保内存排序轨迹的真实性。
x86架构的特殊挑战
从简易的MSP430 RISC架构转向复杂x86架构面临巨大挑战：
- RISC处理器每周期约1-10k逻辑门
- 基础x86模型处理10,000条指令可能产生48GB证明数据
我们的解决方案是：
- 动态子集生成：通过程序分析确定二进制文件实际使用的x86指令子集（通常仅数百条）
- 静态二进制转换：对repz等运行时依赖指令，转换为可验证的子集指令
- 组合电路优化：避免硬编码复杂指令处理逻辑
漏洞披露新范式
这项技术将实现：
- 企业精确定义漏洞赏金范围
- 研究者安全提交漏洞证明
- 消费者保护机制：研究者可警示风险而不公开漏洞细节
我们正推动ZK证明从学术走向工业应用。如果您有特殊应用场景，欢迎联系我们——我们在ZK证明方案和电路编译器领域拥有丰富经验。
（原文包含技术架构图表示例和论文引用，此处保留技术要点翻译）