Προμεταγλωττισμένα προγράμματα

Περίληψη

Τα προμεταγλωττισμένα προγράμματα (Ed25519, Secp256k1, Secp256r1) επαληθεύουν υπογραφές ως εγγενής κώδικας, παρακάμπτοντας το sBPF VM. Χειρίζονται κρυπτογραφικές λειτουργίες όπου η εκτέλεση sBPF θα ήταν πολύ αργή. Τα προμεταγλωττισμένα προγράμματα δεν μπορούν να κληθούν μέσω CPI.

Προμεταγλωττισμένα προγράμματα

Τα προμεταγλωττισμένα προγράμματα παρακάμπτουν την εικονική μηχανή sBPF και εκτελούνται ως εγγενής κώδικας εντός του validator. Χειρίζονται κρυπτογραφικές λειτουργίες όπου η εκτέλεση sBPF θα ήταν πολύ αργή.

Επαλήθευση υπογραφής ed25519

Το πρόγραμμα ed25519 επαληθεύει μία ή περισσότερες υπογραφές ed25519 εντός μίας μόνο εντολής.

Πρόγραμμα	Program ID	Περιγραφή	Εντολές	Πηγή
Πρόγραμμα Ed25519	`Ed25519SigVerify111111111111111111111111111`	Επαληθεύει υπογραφές ed25519. Εάν οποιαδήποτε υπογραφή αποτύχει, επιστρέφεται σφάλμα.	Εντολές	Πηγή

Το πρώτο u8 της εντολής περιέχει έναν αριθμό των υπογραφών προς έλεγχο, ακολουθούμενο από ένα μόνο byte padding. Μετά από αυτό, η ακόλουθη δομή σειριοποιείται μία φορά ανά υπογραφή:

Ed25519SignatureOffsets

struct Ed25519SignatureOffsets {
    signature_offset: u16,             // offset to ed25519 signature of 64 bytes
    signature_instruction_index: u16,  // instruction index to find signature
    public_key_offset: u16,            // offset to public key of 32 bytes
    public_key_instruction_index: u16, // instruction index to find public key
    message_data_offset: u16,          // offset to start of message data
    message_data_size: u16,            // size of message data
    message_instruction_index: u16,    // index of instruction data to get message data
}

Signature verification pseudocode

process_instruction() {
    for i in 0..count {
        // i'th index values referenced:
        instructions = &transaction.message().instructions
        instruction_index = ed25519_signature_instruction_index != u16::MAX ? ed25519_signature_instruction_index : current_instruction;
        signature = instructions[instruction_index].data[ed25519_signature_offset..ed25519_signature_offset + 64]
        instruction_index = ed25519_pubkey_instruction_index != u16::MAX ? ed25519_pubkey_instruction_index : current_instruction;
        pubkey = instructions[instruction_index].data[ed25519_pubkey_offset..ed25519_pubkey_offset + 32]
        instruction_index = ed25519_message_instruction_index != u16::MAX ? ed25519_message_instruction_index : current_instruction;
        message = instructions[instruction_index].data[ed25519_message_data_offset..ed25519_message_data_offset + ed25519_message_data_size]
        if pubkey.verify(signature, message) != Success {
            return Error
        }
    }
    return Success
}

Επαλήθευση ανάκτησης secp256k1

Το πρόγραμμα secp256k1 επαληθεύει λειτουργίες ανάκτησης δημόσιου κλειδιού secp256k1 (ecrecover).

Πρόγραμμα	Program ID	Περιγραφή	Εντολές	Πηγή
Πρόγραμμα Secp256k1	`KeccakSecp256k11111111111111111111111111111`	Επαληθεύει λειτουργίες ανάκτησης δημόσιου κλειδιού secp256k1 (ecrecover).	Εντολές	Πηγή

Το πρώτο byte της εντολής περιέχει έναν αριθμό των δημόσιων κλειδιών προς έλεγχο. Μετά από αυτό, η ακόλουθη δομή σειριοποιείται μία φορά ανά δημόσιο κλειδί:

SecpSignatureOffsets

struct SecpSignatureOffsets {
    signature_offset: u16,                // offset to [signature,recovery_id] of 64+1 bytes
    signature_instruction_index: u8,      // instruction index to find signature
    eth_address_offset: u16,              // offset to ethereum_address of 20 bytes
    eth_address_instruction_index: u8,    // instruction index to find ethereum address
    message_data_offset: u16,             // offset to start of message data
    message_data_size: u16,               // size of message data
    message_instruction_index: u8,        // instruction index to find message data
}

Recovery verification pseudocode

process_instruction() {
  for i in 0..count {
      // i'th index values referenced:
      instructions = &transaction.message().instructions
      signature = instructions[signature_instruction_index].data[signature_offset..signature_offset + 64]
      recovery_id = instructions[signature_instruction_index].data[signature_offset + 64]
      ref_eth_pubkey = instructions[eth_address_instruction_index].data[eth_address_offset..eth_address_offset + 20]
      message_hash = keccak256(instructions[message_instruction_index].data[message_data_offset..message_data_offset + message_data_size])
      pubkey = ecrecover(signature, recovery_id, message_hash)
      eth_pubkey = keccak256(pubkey[1..])[12..]
      if eth_pubkey != ref_eth_pubkey {
          return Error
      }
  }
  return Success
}

Τα δεδομένα υπογραφής και μηνύματος μπορούν να αναφέρονται σε οποιαδήποτε instruction data στη συναλλαγή. Καθορίζοντας το ειδικό instructions sysvar, τα προγράμματα μπορούν επίσης να διαβάσουν δεδομένα από την ίδια τη συναλλαγή.

Το κόστος συναλλαγής ισούται με τον αριθμό των υπογραφών προς επαλήθευση πολλαπλασιαζόμενο με το κόστος επαλήθευσης ανά υπογραφή.

Επαλήθευση υπογραφής secp256r1

Το πρόγραμμα secp256r1 επαληθεύει έως 8 υπογραφές secp256r1 ανά εντολή.

Πρόγραμμα	Αναγνωριστικό προγράμματος	Περιγραφή	Εντολές	Πηγή
Πρόγραμμα Secp256r1	`Secp256r1SigVerify1111111111111111111111111`	Επαληθεύει έως 8 υπογραφές secp256r1. Δέχεται υπογραφή, δημόσιο κλειδί και μήνυμα. Επιστρέφει σφάλμα εάν κάποια αποτύχει.	Εντολές	Πηγή

Το πρώτο u8 της εντολής είναι ένας μετρητής των υπογραφών προς έλεγχο, ακολουθούμενος από ένα μονό byte padding. Μετά από αυτό, η ακόλουθη δομή σειριοποιείται μία φορά ανά υπογραφή:

Secp256r1SignatureOffsets

struct Secp256r1SignatureOffsets {
    signature_offset: u16,             // offset to compact secp256r1 signature of 64 bytes
    signature_instruction_index: u16,  // instruction index to find signature
    public_key_offset: u16,            // offset to compressed public key of 33 bytes
    public_key_instruction_index: u16, // instruction index to find public key
    message_data_offset: u16,          // offset to start of message data
    message_data_size: u16,            // size of message data
    message_instruction_index: u16,    // index of instruction data to get message data
}

Χαμηλές τιμές S επιβάλλονται για όλες τις υπογραφές για την αποφυγή τυχαίας ευελιξίας υπογραφής.

Signature verification pseudocode

process_instruction() {
    if data.len() < SIGNATURE_OFFSETS_START {
        return Error
    }

    num_signatures = data[0] as usize
    if num_signatures == 0 || num_signatures > 8 {
        return Error
    }

    expected_data_size = num_signatures * SIGNATURE_OFFSETS_SERIALIZED_SIZE + SIGNATURE_OFFSETS_START
    if data.len() < expected_data_size {
        return Error
    }

    for i in 0..num_signatures {
        offsets = parse_signature_offsets(data, i)

        signature = get_data_slice(data, instruction_datas, offsets.signature_instruction_index, offsets.signature_offset, SIGNATURE_SERIALIZED_SIZE)

        if s > half_curve_order {
            return Error
        }

        pubkey = get_data_slice(data, instruction_datas, offsets.public_key_instruction_index, offsets.public_key_offset, COMPRESSED_PUBKEY_SERIALIZED_SIZE)

        message = get_data_slice(data, instruction_datas, offsets.message_instruction_index, offsets.message_data_offset, offsets.message_data_size)

        if !verify_signature(signature, pubkey, message) {
            return Error
        }
    }

    return Success
}

Προμεταγλωττισμένα προγράμματα