sp1_primitives/
lib.rs

1//! sp1-primitives contains types and functions that are used in both sp1-core and sp1-zkvm.
2//! Because it is imported in the zkvm entrypoint, it should be kept minimal.
3use lazy_static::lazy_static;
4use slop_algebra::{extension::BinomialExtensionField, AbstractField};
5use slop_bn254::BNGC;
6use slop_challenger::IopCtx;
7#[allow(clippy::disallowed_types)]
8use slop_koala_bear::KoalaBear;
9use slop_koala_bear::KoalaBearDegree4Duplex;
10use slop_poseidon2::{Poseidon2, Poseidon2ExternalMatrixGeneral};
11
12pub mod consts;
13pub mod io;
14pub mod polynomial;
15pub mod types;
16pub use types::Elf;
17pub mod fri_params;
18pub mod utils;
19
20/// The canonical version of the SP1 crate.
21pub const SP1_CRATE_VERSION: &str = env!("CARGO_PKG_VERSION");
22#[allow(clippy::disallowed_types)]
23pub type SP1Field = KoalaBear;
24
25// The extension field in SP1: the degree-4 binomial extension of `SP1Field` with polynomial x^4-3.
26pub type SP1ExtensionField = BinomialExtensionField<SP1Field, 4>;
27
28/// The `IopCtx` used for the RISC-V stage and inner recursion (compress and shrink).
29pub type SP1GlobalContext = KoalaBearDegree4Duplex;
30
31/// The `IopCtx` used for outer recursion (wrap and SNARK stages).
32pub type SP1OuterGlobalContext =
33    BNGC<<SP1GlobalContext as IopCtx>::F, <SP1GlobalContext as IopCtx>::EF>;
34
35lazy_static! {
36    // These constants are created by a RNG.
37
38    // This will be compatible with a poseidon2 permutation config with
39    // a state width of 16 and total rounds (both full and partial) of 30.
40    pub static ref RC_16_30: [[SP1Field; 16]; 30] = [
41        [
42            SP1Field::from_wrapped_u32(2110014213),
43            SP1Field::from_wrapped_u32(3964964605),
44            SP1Field::from_wrapped_u32(2190662774),
45            SP1Field::from_wrapped_u32(2732996483),
46            SP1Field::from_wrapped_u32(640767983),
47            SP1Field::from_wrapped_u32(3403899136),
48            SP1Field::from_wrapped_u32(1716033721),
49            SP1Field::from_wrapped_u32(1606702601),
50            SP1Field::from_wrapped_u32(3759873288),
51            SP1Field::from_wrapped_u32(1466015491),
52            SP1Field::from_wrapped_u32(1498308946),
53            SP1Field::from_wrapped_u32(2844375094),
54            SP1Field::from_wrapped_u32(3042463841),
55            SP1Field::from_wrapped_u32(1969905919),
56            SP1Field::from_wrapped_u32(4109944726),
57            SP1Field::from_wrapped_u32(3925048366),
58        ],
59        [
60            SP1Field::from_wrapped_u32(3706859504),
61            SP1Field::from_wrapped_u32(759122502),
62            SP1Field::from_wrapped_u32(3167665446),
63            SP1Field::from_wrapped_u32(1131812921),
64            SP1Field::from_wrapped_u32(1080754908),
65            SP1Field::from_wrapped_u32(4080114493),
66            SP1Field::from_wrapped_u32(893583089),
67            SP1Field::from_wrapped_u32(2019677373),
68            SP1Field::from_wrapped_u32(3128604556),
69            SP1Field::from_wrapped_u32(580640471),
70            SP1Field::from_wrapped_u32(3277620260),
71            SP1Field::from_wrapped_u32(842931656),
72            SP1Field::from_wrapped_u32(548879852),
73            SP1Field::from_wrapped_u32(3608554714),
74            SP1Field::from_wrapped_u32(3575647916),
75            SP1Field::from_wrapped_u32(81826002),
76        ],
77        [
78            SP1Field::from_wrapped_u32(4289086263),
79            SP1Field::from_wrapped_u32(1563933798),
80            SP1Field::from_wrapped_u32(1440025885),
81            SP1Field::from_wrapped_u32(184445025),
82            SP1Field::from_wrapped_u32(2598651360),
83            SP1Field::from_wrapped_u32(1396647410),
84            SP1Field::from_wrapped_u32(1575877922),
85            SP1Field::from_wrapped_u32(3303853401),
86            SP1Field::from_wrapped_u32(137125468),
87            SP1Field::from_wrapped_u32(765010148),
88            SP1Field::from_wrapped_u32(633675867),
89            SP1Field::from_wrapped_u32(2037803363),
90            SP1Field::from_wrapped_u32(2573389828),
91            SP1Field::from_wrapped_u32(1895729703),
92            SP1Field::from_wrapped_u32(541515871),
93            SP1Field::from_wrapped_u32(1783382863),
94        ],
95        [
96            SP1Field::from_wrapped_u32(2641856484),
97            SP1Field::from_wrapped_u32(3035743342),
98            SP1Field::from_wrapped_u32(3672796326),
99            SP1Field::from_wrapped_u32(245668751),
100            SP1Field::from_wrapped_u32(2025460432),
101            SP1Field::from_wrapped_u32(201609705),
102            SP1Field::from_wrapped_u32(286217151),
103            SP1Field::from_wrapped_u32(4093475563),
104            SP1Field::from_wrapped_u32(2519572182),
105            SP1Field::from_wrapped_u32(3080699870),
106            SP1Field::from_wrapped_u32(2762001832),
107            SP1Field::from_wrapped_u32(1244250808),
108            SP1Field::from_wrapped_u32(606038199),
109            SP1Field::from_wrapped_u32(3182740831),
110            SP1Field::from_wrapped_u32(73007766),
111            SP1Field::from_wrapped_u32(2572204153),
112        ],
113        [
114            SP1Field::from_wrapped_u32(1196780786),
115            SP1Field::from_wrapped_u32(3447394443),
116            SP1Field::from_wrapped_u32(747167305),
117            SP1Field::from_wrapped_u32(2968073607),
118            SP1Field::from_wrapped_u32(1053214930),
119            SP1Field::from_wrapped_u32(1074411832),
120            SP1Field::from_wrapped_u32(4016794508),
121            SP1Field::from_wrapped_u32(1570312929),
122            SP1Field::from_wrapped_u32(113576933),
123            SP1Field::from_wrapped_u32(4042581186),
124            SP1Field::from_wrapped_u32(3634515733),
125            SP1Field::from_wrapped_u32(1032701597),
126            SP1Field::from_wrapped_u32(2364839308),
127            SP1Field::from_wrapped_u32(3840286918),
128            SP1Field::from_wrapped_u32(888378655),
129            SP1Field::from_wrapped_u32(2520191583),
130        ],
131        [
132            SP1Field::from_wrapped_u32(36046858),
133            SP1Field::from_wrapped_u32(2927525953),
134            SP1Field::from_wrapped_u32(3912129105),
135            SP1Field::from_wrapped_u32(4004832531),
136            SP1Field::from_wrapped_u32(193772436),
137            SP1Field::from_wrapped_u32(1590247392),
138            SP1Field::from_wrapped_u32(4125818172),
139            SP1Field::from_wrapped_u32(2516251696),
140            SP1Field::from_wrapped_u32(4050945750),
141            SP1Field::from_wrapped_u32(269498914),
142            SP1Field::from_wrapped_u32(1973292656),
143            SP1Field::from_wrapped_u32(891403491),
144            SP1Field::from_wrapped_u32(1845429189),
145            SP1Field::from_wrapped_u32(2611996363),
146            SP1Field::from_wrapped_u32(2310542653),
147            SP1Field::from_wrapped_u32(4071195740),
148        ],
149        [
150            SP1Field::from_wrapped_u32(3505307391),
151            SP1Field::from_wrapped_u32(786445290),
152            SP1Field::from_wrapped_u32(3815313971),
153            SP1Field::from_wrapped_u32(1111591756),
154            SP1Field::from_wrapped_u32(4233279834),
155            SP1Field::from_wrapped_u32(2775453034),
156            SP1Field::from_wrapped_u32(1991257625),
157            SP1Field::from_wrapped_u32(2940505809),
158            SP1Field::from_wrapped_u32(2751316206),
159            SP1Field::from_wrapped_u32(1028870679),
160            SP1Field::from_wrapped_u32(1282466273),
161            SP1Field::from_wrapped_u32(1059053371),
162            SP1Field::from_wrapped_u32(834521354),
163            SP1Field::from_wrapped_u32(138721483),
164            SP1Field::from_wrapped_u32(3100410803),
165            SP1Field::from_wrapped_u32(3843128331),
166        ],
167        [
168            SP1Field::from_wrapped_u32(3878220780),
169            SP1Field::from_wrapped_u32(4058162439),
170            SP1Field::from_wrapped_u32(1478942487),
171            SP1Field::from_wrapped_u32(799012923),
172            SP1Field::from_wrapped_u32(496734827),
173            SP1Field::from_wrapped_u32(3521261236),
174            SP1Field::from_wrapped_u32(755421082),
175            SP1Field::from_wrapped_u32(1361409515),
176            SP1Field::from_wrapped_u32(392099473),
177            SP1Field::from_wrapped_u32(3178453393),
178            SP1Field::from_wrapped_u32(4068463721),
179            SP1Field::from_wrapped_u32(7935614),
180            SP1Field::from_wrapped_u32(4140885645),
181            SP1Field::from_wrapped_u32(2150748066),
182            SP1Field::from_wrapped_u32(1685210312),
183            SP1Field::from_wrapped_u32(3852983224),
184        ],
185        [
186            SP1Field::from_wrapped_u32(2896943075),
187            SP1Field::from_wrapped_u32(3087590927),
188            SP1Field::from_wrapped_u32(992175959),
189            SP1Field::from_wrapped_u32(970216228),
190            SP1Field::from_wrapped_u32(3473630090),
191            SP1Field::from_wrapped_u32(3899670400),
192            SP1Field::from_wrapped_u32(3603388822),
193            SP1Field::from_wrapped_u32(2633488197),
194            SP1Field::from_wrapped_u32(2479406964),
195            SP1Field::from_wrapped_u32(2420952999),
196            SP1Field::from_wrapped_u32(1852516800),
197            SP1Field::from_wrapped_u32(4253075697),
198            SP1Field::from_wrapped_u32(979699862),
199            SP1Field::from_wrapped_u32(1163403191),
200            SP1Field::from_wrapped_u32(1608599874),
201            SP1Field::from_wrapped_u32(3056104448),
202        ],
203        [
204            SP1Field::from_wrapped_u32(3779109343),
205            SP1Field::from_wrapped_u32(536205958),
206            SP1Field::from_wrapped_u32(4183458361),
207            SP1Field::from_wrapped_u32(1649720295),
208            SP1Field::from_wrapped_u32(1444912244),
209            SP1Field::from_wrapped_u32(3122230878),
210            SP1Field::from_wrapped_u32(384301396),
211            SP1Field::from_wrapped_u32(4228198516),
212            SP1Field::from_wrapped_u32(1662916865),
213            SP1Field::from_wrapped_u32(4082161114),
214            SP1Field::from_wrapped_u32(2121897314),
215            SP1Field::from_wrapped_u32(1706239958),
216            SP1Field::from_wrapped_u32(4166959388),
217            SP1Field::from_wrapped_u32(1626054781),
218            SP1Field::from_wrapped_u32(3005858978),
219            SP1Field::from_wrapped_u32(1431907253),
220        ],
221        [
222            SP1Field::from_wrapped_u32(1418914503),
223            SP1Field::from_wrapped_u32(1365856753),
224            SP1Field::from_wrapped_u32(3942715745),
225            SP1Field::from_wrapped_u32(1429155552),
226            SP1Field::from_wrapped_u32(3545642795),
227            SP1Field::from_wrapped_u32(3772474257),
228            SP1Field::from_wrapped_u32(1621094396),
229            SP1Field::from_wrapped_u32(2154399145),
230            SP1Field::from_wrapped_u32(826697382),
231            SP1Field::from_wrapped_u32(1700781391),
232            SP1Field::from_wrapped_u32(3539164324),
233            SP1Field::from_wrapped_u32(652815039),
234            SP1Field::from_wrapped_u32(442484755),
235            SP1Field::from_wrapped_u32(2055299391),
236            SP1Field::from_wrapped_u32(1064289978),
237            SP1Field::from_wrapped_u32(1152335780),
238        ],
239        [
240            SP1Field::from_wrapped_u32(3417648695),
241            SP1Field::from_wrapped_u32(186040114),
242            SP1Field::from_wrapped_u32(3475580573),
243            SP1Field::from_wrapped_u32(2113941250),
244            SP1Field::from_wrapped_u32(1779573826),
245            SP1Field::from_wrapped_u32(1573808590),
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723            (7935614),
724            (4140885645),
725            (2150748066),
726            (1685210312),
727            (3852983224),
728        ],
729        [
730            (2896943075),
731            (3087590927),
732            (992175959),
733            (970216228),
734            (3473630090),
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741            (4253075697),
742            (979699862),
743            (1163403191),
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746        ],
747        [
748            (3779109343),
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764        ],
765        [
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773            (2154399145),
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775            (1700781391),
776            (3539164324),
777            (652815039),
778            (442484755),
779            (2055299391),
780            (1064289978),
781            (1152335780),
782        ],
783        [
784            (3417648695),
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796            (753897224),
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798            (3143026334),
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800        ],
801        [
802            (859661334),
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818        ],
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836        ],
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855        [
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870            (3943435493),
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903            (2637495682),
904            (4236394040),
905            (2289358846),
906            (3833368530),
907            (974546524),
908        ],
909        [
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926        ],
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936            (1246997295),
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944        ],
945        [
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959            (1430745893),
960            (1376516190),
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962        ],
963        [
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973            (1509644517),
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976            (3696502656),
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978            (3664021233),
979            (1643809916),
980        ],
981        [
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988            (2921201703),
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995            (4046141001),
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999        [
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1016        ],
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1020            (3010357035),
1021            (1035997899),
1022            (1210110952),
1023            (1018506770),
1024            (2799468177),
1025            (1479380761),
1026            (1536021911),
1027            (358993854),
1028            (579904113),
1029            (3432144800),
1030            (3625515809),
1031            (199241497),
1032            (4058304109),
1033            (2590164234),
1034        ],
1035        [
1036            (1688530738),
1037            (1580733335),
1038            (2443981517),
1039            (2206270565),
1040            (2780074229),
1041            (2628739677),
1042            (2940123659),
1043            (4145206827),
1044            (3572278009),
1045            (2779607509),
1046            (1098718697),
1047            (1424913749),
1048            (2224415875),
1049            (1108922178),
1050            (3646272562),
1051            (3935186184),
1052        ],
1053        [
1054            (820046587),
1055            (1393386250),
1056            (2665818575),
1057            (2231782019),
1058            (672377010),
1059            (1920315467),
1060            (1913164407),
1061            (2029526876),
1062            (2629271820),
1063            (384320012),
1064            (4112320585),
1065            (3131824773),
1066            (2347818197),
1067            (2220997386),
1068            (1772368609),
1069            (2579960095),
1070        ],
1071        [
1072            (3544930873),
1073            (225847443),
1074            (3070082278),
1075            (95643305),
1076            (3438572042),
1077            (3312856509),
1078            (615850007),
1079            (1863868773),
1080            (803582265),
1081            (3461976859),
1082            (2903025799),
1083            (1482092434),
1084            (3902972499),
1085            (3872341868),
1086            (1530411808),
1087            (2214923584),
1088        ],
1089        [
1090            (3118792481),
1091            (2241076515),
1092            (3983669831),
1093            (3180915147),
1094            (3838626501),
1095            (1921630011),
1096            (3415351771),
1097            (2249953859),
1098            (3755081630),
1099            (486327260),
1100            (1227575720),
1101            (3643869379),
1102            (2982026073),
1103            (2466043731),
1104            (1982634375),
1105            (3769609014),
1106        ],
1107        [
1108            (2195455495),
1109            (2596863283),
1110            (4244994973),
1111            (1983609348),
1112            (4019674395),
1113            (3469982031),
1114            (1458697570),
1115            (1593516217),
1116            (1963896497),
1117            (3115309118),
1118            (1659132465),
1119            (2536770756),
1120            (3059294171),
1121            (2618031334),
1122            (2040903247),
1123            (3799795076),
1124        ]
1125    ];
1126}
1127
1128pub fn poseidon2_init() -> SP1Perm {
1129    #[allow(clippy::disallowed_methods)]
1130    slop_koala_bear::my_kb_16_perm()
1131}
1132
1133#[allow(clippy::disallowed_types)]
1134use slop_koala_bear::DiffusionMatrixKoalaBear;
1135
1136#[allow(clippy::disallowed_types)]
1137pub type SP1DiffusionMatrix = DiffusionMatrixKoalaBear;
1138use slop_symmetric::{CryptographicHasher, PaddingFreeSponge};
1139
1140pub type SP1Perm = Poseidon2<SP1Field, Poseidon2ExternalMatrixGeneral, SP1DiffusionMatrix, 16, 3>;
1141
1142pub fn poseidon2_hash(input: Vec<SP1Field>) -> [SP1Field; 8] {
1143    POSEIDON2_HASHER.hash_iter(input)
1144}
1145
1146pub fn poseidon2_hasher() -> PaddingFreeSponge<SP1Perm, 16, 8, 8> {
1147    let hasher = poseidon2_init();
1148    PaddingFreeSponge::<SP1Perm, 16, 8, 8>::new(hasher)
1149}
1150
1151lazy_static! {
1152    pub static ref POSEIDON2_HASHER: PaddingFreeSponge::<SP1Perm, 16, 8, 8> = poseidon2_hasher();
1153}
1154
1155/// Append a single deferred proof to a hash chain of deferred proofs.
1156pub fn hash_deferred_proof(
1157    prev_digest: &[SP1Field; 8],
1158    vk_digest: &[SP1Field; 8],
1159    pv_digest: &[SP1Field; 32],
1160) -> [SP1Field; 8] {
1161    let mut inputs = Vec::with_capacity(48);
1162    inputs.extend_from_slice(prev_digest);
1163    inputs.extend_from_slice(vk_digest);
1164    inputs.extend_from_slice(pv_digest);
1165    poseidon2_hash(inputs.to_vec())
1166}
sp1_primitives/lib.rs

sp1_primitives/
lib.rs
