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公開番号2025169944
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2025115533,2024006284
出願日2025-07-09,2019-03-15
発明の名称演算回路のシリアル化のためのコンピュータにより実装されるシステム及び方法
出願人エヌチェーンライセンシングアーゲー
代理人弁理士法人ITOH
主分類G06F 30/327 20200101AFI20251107BHJP(計算;計数)
要約【課題】演算回路のシリアル化及びシリアル化解除のためのコンピュータにより実装されるシステム及び方法を提供する。
【解決手段】ブロックチェーンネットワークのノードにより利用される、コンピュータプログラムの実行において利用される演算回路をシリアル化及びシリアル化解除するために利用されるシステムであって、演算回路は、クライアント及び証明者のための暗号法ルーチンのセットにコンパイルされる2次算術問題を構築する。クライアント及び証明者は、プロトコルを利用して、証明者がプログラムを正しく実行することを、クライアントが効率的に検証できる方法でプログラムの実行を証明者に委任する。演算回路はまた、コードセットを含むシリアル化回路を生成するために圧縮されるシンボルセットを含む。ここで、シンボルセットは、無損失方法でコードセットから導出可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コンピュータ実施方法であって、
クライアントノードにおいて、
計算Ｐを演算回路Ｃへとコンパイルするステップであって、前記演算回路Ｃは、フィールドＦからの値を伝達し加算ゲート及び乗算ゲートに接続するワイヤを含む、ステップと、
前記演算回路Ｃと入力ｘを作業者ノードに供給するステップと、
前記作業者ノードにおいて、前記演算回路Ｃを前記入力ｘに対して実行し、ｙを出力し、｛Ｃ，ｘ，ｙ｝のトランスクリプトを符号化し、前記出力ｙを前記クライアントノードに提供するステップと、
検証者ノードにおいて、支払いトランザクションを検証するステップと、
を含むコンピュータ実施方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記演算回路は、ワイヤと論理ゲートとを有する物理的回路である、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項３】
前記演算回路はＤＡＧであり、前記ワイヤは前記ＤＡＧの中のエッジである、請求項１又は２に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項４】
前記演算回路Ｃから、元の演算回路Ｃの完全な記述を提供する多項式のセットを含む二次プログラムＱが生成され、前記二次プログラムを実行し及び検証するときに前記作業者ノード及び前記検証者ノードにより使用される公開パラメータが生成される、請求項１～３のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
【請求項５】
｛Ｃ，ｘ，ｙ｝の有効なトランスクリプトは、回路ワイヤへの値の割り当てであり、入力ワイヤに割り当てられた値はｘの値であり、中間値は、Ｃの中の各論理ゲートの正しい動作に対応し、出力ワイヤに割り当てられた値はｙである、請求項１～４のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
【請求項６】
前記クライアントノードにより選択された又は前記クライアントノードからのシークレット値ｓを用いて、公開評価鍵ＥＫ及び公開検証鍵ＶＫを導出するステップを更に含み、前記作業者ノードは、前記公開評価鍵及び前記公開検証鍵を用いて特定の入力ｘに対する計算を評価する、請求項５に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項７】
前記出力ｙ、内部回路ワイヤの値、及びＥＫは、正当性の証明（proof-of-correctness）πを生成するために使用される、請求項６に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項８】
正当性の証明πはブロックチェーンに格納され、前記作業者ノードが前記検証者ノードに個別に相互作用する必要がなく前記検証者ノードにより検証され、前記公開検証鍵ＶＫ及び前記証明πを用いて前記支払いトランザクションを検証する、請求項７に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項９】
システムであって、
クライアントノードと、作業者ノードと、検証者ノードとを含み、各ノードがプロセッサと実行可能命令を含むメモリとを含み、前記実行可能命令は、前記プロセッサによる実行の結果、前記システムに、
前記クライアントノードにおいて、計算Ｐを演算回路Ｃへとコンパイルさせ、前記演算回路Ｃは、フィールドＦからの値を伝達し加算ゲート及び乗算ゲートに接続するワイヤを含み、前記演算回路Ｃと入力ｘを作業者ノードに供給させ、
前記作業者ノードにおいて、前記演算回路Ｃを前記入力ｘに対して実行し、ｙを出力し、｛Ｃ，ｘ，ｙ｝のトランスクリプトを符号化させ、前記出力ｙを前記クライアントノードに提供させ、
前記検証者ノードにおいて、支払いトランザクションを検証させる、
システム。
【請求項１０】
前記演算回路は、ワイヤと論理ゲートとを有する物理的回路である、請求項９に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、（例えば、ディスク又はメモリに格納されるとき）演算回路により使用されるデータフットプリント（data footprint）を削減する技術に関し、特に、本願明細書に記載の圧縮技術を利用して演算サービスからシリアル化回路を生成する技術に関する。演算回路は、無損失方法で圧縮されて、後の時点で元の回路を生成するために使用できるシリアル化回路を生成してよい。演算回路は、プログラムを生成するために使用されてよい。該プログラムの実行は、分散型コンピューティング環境の１つ以上のノードに委任できる。プログラムの正しい実行を保証するために、プロトコルが使用されてよい。ここで、第１コンピュータシステムは、プログラムの実行を第２コンピュータシステムに委任する。本発明は、特に、ブロックチェーンネットワークにおける使用に適するが、これに限定されない。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
本願明細書では、私たちは、全ての形式の電子的な、コンピュータに基づく、分散型台帳を包含するために用語「ブロックチェーン」を使用する。これらは、総意に基づくブロックチェーン及びトランザクションチェーン技術、許可及び未許可台帳、共有台帳、並びにこれらの変形を含む。他のブロックチェーン実装が提案され開発されているが、ブロックチェーン技術の最も広く知られているアプリケーションは、Ｂｉｔｃｏｉｎ台帳である。Ｂｉｔｃｏｉｎは、ここでは、便宜上及び説明の目的で参照されることがあるが、本発明はＢｉｔｃｏｉｎブロックチェーンと共に使用することに限定されず、代替のブロックチェーン実装及びプロトコルが本発明の範囲に包含されることに留意すべきである。用語「Ｂｉｔｃｏｉｎ」は、本願明細書では、Ｂｉｔｃｏｉｎプロトコルから派生した又はその変形である任意のプロトコルを含むと考えられる。
【０００３】
ブロックチェーンは、コンピュータに基づく非集中型の分散型システムとして実装されるピアツーピアの電子台帳であり、ブロックにより構成され、ブロックはまたトランザクションにより構成される。各トランザクションは、ブロックチェーンシステムの中の参加者間でデジタルアセットの制御の移転を符号化するデータ構造であり、少なくとも１つのインプット及び少なくとも１つのアウトプットを含む。各ブロックは前のブロックのハッシュを含み、これらのブロックは一緒に繋げられて、起源以来ブロックチェーンに書き込まれている全てのトランザクションの永久的な変更不可能な記録を生成する。トランザクションは、スクリプトとして知られている小さなプログラムを含む。スクリプトは、それらのインプット及びアウトプットを埋め込まれ、トランザクションのアウトプットがどのように及び誰によりアクセス可能であるかを指定する。Ｂｉｔｃｏｉｎプラットフォームでは、これらのスクリプトはスタックに基づくスクリプト言語を用いて記述される。
【０００４】
トランザクションがブロックチェーンに書き込まれるためには、検証されなければならない。ネットワークノード（マイナー）は、無効なトランザクションがネットワークから拒否され、各トランザクションが有効であることを保証するために作業を実行する。ノードにインストールされたソフトウェアクライアントは、未使用トランザクション（unspent transaction, UTXO）のロック及びアンロックスクリプトを実行することにより、UTXOに対してこの検証作業を実行する。ロック及びアンロックスクリプトの実行が真（TRUE）と評価する場合、トランザクションは有効であり、トランザクションはブロックチェーンに書き込まれる。したがって、トランザクションがブロックチェーンに書き込まれるためには、（ｉ）トランザクションを受信した第１ノードにより検証され、トランザクションが有効な場合には、ノードが該トランザクションをネットワーク内の他のノードに中継する、（ｉｉ）マイナーにより構築された新しいブロックに追加される、（ｉｉｉ）マイニングされる、つまり過去のトランザクションのパブリック台帳に追加される、ことが必要である。
【０００５】
ブロックチェーン技術は、暗号通貨の実装の使用のために最も広く知られているが、デジタル事業家が、Ｂｉｔｃｏｉｎの基づく暗号セキュリティシステム及び新しいシステムを実装するためにブロックチェーンに格納できるデータの両方の使用を開発し始めている。ブロックチェーンが、暗号通貨の分野に限定されない自動化タスク及びプロセスのために使用できれば、非常に有利になる。このようなソリューションは、ブロックチェーンの利益（例えば、永久性、イベントの記録の耐タンパ性、分散型処理、等）を利用しながら、それらの用途をより多様化し得る。
【０００６】
現在の研究の一分野は、「スマートコントラクト」の実装のためのブロックチェーンに基づくコンピュータプログラムの使用である。これらは、機械可読コントラクト又は合意の条項の実行を自動化するよう設計されたコンピュータプログラムである。自然言語で記述される伝統的なコントラクトと異なり、スマートコントラクトは、結果を生成するためにインプットを処理できるルールを含む機械実行可能プログラムであり、これは次に該結果に依存して動作を実行させる。
【発明の概要】
【０００７】
従って、演算回路のビットストリームへの無損失圧縮及びシリアル化のための方法を提供することが望ましい。回路のシリアル化は、格納され読み出される必要のある回路テンプレート（例えば、再利用される回路又はサブ回路）又は標準回路のコンテキストで種々の利点を提供し得る。このように、符号化、計算エンティティは、共有回路又はサブ回路を有する複数のプログラムのために回路又はサブ回路のインスタンスを繰り返し生成することを不要にすることにより、性能向上を達成できる。演算回路は、算術的演算子種類のようなデータ構造内の最頻出要素に対してエントロピー符号化を用いて、効率的に圧縮できる。シリアル化解除及び圧縮解除のための命令も、ビットストリームに埋め込むことができ、それにより、元の回路を無損失に再構成できる。
【０００８】
このような改良されたソリューションがここで考案される。
【０００９】
したがって、本発明によると、添付の請求項において定められるシステム及び／又は方法が提供される。
【００１０】
本発明によると、ブロックチェーンネットワークのノードのためのコンピュータにより実施される方法であって、前記コンピュータにより実施される方法は、演算回路のデータフットプリントを削減するために使用可能であり、前記方法は、
演算回路に関連するデータフィールドのセットのデータフィールドの第１サブセットを除去するステップであって、前記データフィールドの前記第１サブセットは、前記データフィールドの前記セットの前記データフィールドの第２サブセットから取得可能であり、前記第１サブセット及び前記第２サブセットは独立セットである、ステップと、
前記第２サブセットにエントロピー符号化方式を適用して圧縮演算回路を生成するステップと、
により前記演算回路のデータフットプリントを削減するステップを含む方法が提供され得る。前記結果として生じる圧縮演算回路は、揮発性メモリ（例えば、ＲＡＭ）、データ記憶システム（例えば、ハードディスクドライブ）、等にデータとして格納されてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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