Newest papers

SRE: Accelerating Zero-Knowledge Proofs via Scalar Redundancy Elimination in Multi-Scalar Multiplication

Jonathan Ku, Guanglei Zhou, Jiawen Wu, Junyao Zhang, Haoxuan Shan, Changchun Zhou, JV Rajendran, Yiran Chen, Hai Li · 2026 · arXiv (Cornell University)

DOI: 10.48550/arxiv.2610.27452 · cited by 0 works (OpenAlex) · open-access PDF

Vietnamese

Hệ thống Multi-Bucket Multiplication (MSM) này là một hoạt động mã hóa cơ bản được sử dụng trong Elliptic Curve Cryptography (ECC) trên một loạt các ứng dụng. Việc tính toán của nó liên quan đến việc bổ sung điểm cong elip chuyên sâu (PADD). MSM đóng một vai trò quan trọng trong các nguyên lý mã hóa hiện tại như cam kết chạy đa nguyên tử và bằng chứng kiến thức không (ZKPs), nơi nó thường trở thành bước chính: sáp nhập điểm, sáp nhập điểm và sáp nhập cửa sổ. Do đó, tối ưu hóa MSM là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực tập trung vào việc giảm độ phức tạp tính toán và tăng tốc hiệu suất. Các thuật toán hiện tại của MSM cho các trường hợp sửa đổi trường hợp tính toán lớn. Để tìm kiếm các chiến lược khác nhau về Deportime trên thực tế, Pippenger có thể sử

Machine translation (Meta M2M100); the English original follows.

Abstract

Multi-Scalar Multiplication (MSM) is a fundamental cryptographic operation used in Elliptic Curve Cryptography (ECC) across a wide range of applications. Its computation involves intensive elliptic curve point additions (PADD). MSM plays a critical role in cryptographic primitives such as polynomial commitments and zero-knowledge proofs (ZKPs), where it often becomes the runtime bottleneck. Consequently, optimizing MSM is an active area of research focused on reducing computational complexity and accelerating performance. The current state-of-the-art algorithm for large-scale MSM is Pippenger's bucket method, which consists of three main steps: point merging, bucket aggregation, and window aggregation. Among these, the point merging step is the primary performance bottleneck. Our work targets this major computational bottleneck. To reduce operations for practical applications, we propose a novel Scalar Redundancy Elimination (SRE) algorithm with three approaches: a vanilla array-based approach, a list-based greedy approach, and a list-based exhaustive approach, all incorporating an early stopping technique. Depending on the use case, these strategies can be integrated into our modified MSM algorithm, which is based on Pippenger's bucket method. As a result, our proposed MSM algorithm, enhanced with the SRE technique, incurs less than $3\%$ additional search time, while reducing the number of operations by $25\%$, leading to a $30\%$ speedup in runtime compared to the standard Pippenger's bucket method. This translates to a $10 \sim 20\%$ runtime reduction in various ZKP systems that rely heavily on MSM.

Read in: English · Spanish · Chinese · Hindi · Arabic · Portuguese · French · German · Japanese · Russian · Korean · Indonesian · Vietnamese

Topics: Scalar multiplication, Redundancy (engineering), Computer science, Mathematical proof, Cryptography, Speedup

Sources: OpenAlex (CC0), arXiv, Crossref. Agent Exchange