Попередньо скомпільовані програми

Підсумок

Попередньо скомпільовані програми (Ed25519, Secp256k1, Secp256r1) перевіряють підписи як нативний код, обходячи віртуальну машину sBPF. Вони обробляють криптографічні операції, де виконання sBPF було б занадто повільним. Попередньо скомпільовані програми не можна викликати через CPI.

Попередньо скомпільовані програми

Попередньо скомпільовані програми обходять віртуальну машину sBPF і виконуються як нативний код всередині валідатора. Вони обробляють криптографічні операції, де виконання sBPF було б занадто повільним.

Перевірка підпису ed25519

Програма ed25519 перевіряє один або кілька підписів ed25519 в межах однієї інструкції.

Програма	ID програми	Опис	Інструкції	Джерело
Програма Ed25519	`Ed25519SigVerify111111111111111111111111111`	Перевіряє підписи ed25519. Якщо будь-який підпис не пройде перевірку, повертається помилка.	Інструкції	Джерело

Перший u8 інструкції містить кількість підписів для перевірки, за якою слідує один байт заповнення. Після цього наступна структура серіалізується один раз для кожного підпису:

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
}

Перевірка відновлення secp256k1

Програма secp256k1 перевіряє операції відновлення публічного ключа secp256k1 (ecrecover).

Програма	ID програми	Опис	Інструкції	Джерело
Програма Secp256k1	`KeccakSecp256k11111111111111111111111111111`	Перевіряє операції відновлення публічного ключа secp256k1 (ecrecover).	Інструкції	Джерело

Перший байт інструкції містить кількість публічних ключів для перевірки. Після цього наступна структура серіалізується один раз для кожного публічного ключа:

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
}

Дані підпису та повідомлення можуть посилатися на будь-які instruction data у транзакції. Вказавши спеціальний sysvar інструкцій, програми також можуть зчитувати дані безпосередньо з самої транзакції.

Вартість транзакції дорівнює кількості підписів для перевірки, помноженій на вартість перевірки одного підпису.

Перевірка підпису secp256r1

Програма secp256r1 перевіряє до 8 підписів secp256r1 на одну інструкцію.

Програма	ID програми	Опис	Інструкції	Джерело
Програма Secp256r1	`Secp256r1SigVerify1111111111111111111111111`	Перевіряє до 8 підписів secp256r1. Приймає підпис, публічний ключ та повідомлення. Повертає помилку, якщо будь-який не пройшов перевірку.	Інструкції	Джерело

Перший u8 інструкції — це кількість підписів для перевірки, за якою слідує один байт заповнення. Після цього наступна структура серіалізується один раз для кожного підпису:

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
}

Низькі значення S застосовуються для всіх підписів, щоб уникнути випадкової мінливості підпису.

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
}

Попередньо скомпільовані програми