Justin Drake, investigador de la Fundación Ethereum, ha afirmado que la capa 1 de la red abandonará Poseidon después de un esfuerzo de investigación de ocho años y ocho cifras, y buscará funciones hash establecidas como SHA-2 o BLAKE2s.
Justin Drake dijo en una publicación de X del 13 de agosto que la Fundación Ethereum está abandonando Poseidon para su hoja de ruta L1 y avanzando hacia opciones tradicionales como SHA o BLAKE.
“¡Adiós, Poseidon!”, escribió Drake, describiendo la decisión como el resultado de una “madriguera de conejo de 8 años y 8 cifras” en criptografía post-cuántica.
Poseidon surgió en 2019 como una función hash diseñada para sistemas de prueba de conocimiento cero. Su estructura la hacía menos costosa de procesar dentro de los Argumentos Sucintos No Interactivos de Conocimiento, comúnmente conocidos como SNARKs, que las funciones hash tradicionales construidas alrededor de operaciones binarias.
Desde 2018, la Fundación Ethereum ha invertido en hashes especializados como parte de su trabajo en tecnología de conocimiento cero. Poseidon se convirtió más tarde en una opción común en zk-rollups y zkVMs, incluyendo sistemas que aseguran miles de millones de dólares en criptoactivos.
El anuncio de Drake se refiere a la futura arquitectura L1 de Ethereum, en lugar de una eliminación inmediata de Poseidon de las aplicaciones existentes. Los rollups, máquinas virtuales y otros proyectos que ya utilizan la función no están obligados a reemplazarla debido a la decisión de la hoja de ruta.
Los avances en el diseño de sistemas de prueba han cambiado ahora el equilibrio que inicialmente favorecía a Poseidon. Según Drake, funciones establecidas como SHA-2 y BLAKE2s pueden igualar su rendimiento cuando se combinan con SNARKs diseñados alrededor de la computación binaria.
“En retrospectiva, la clave no eran los hashes amigables con SNARK, sino los SNARKs amigables con hash.”
Los campos binarios permiten que los sistemas de prueba procesen la lógica booleana utilizada por las funciones hash estándar de forma más natural. Los diseños de SNARK anteriores a menudo dependían de grandes campos primos, donde las operaciones basadas en bits como XOR podían ser costosas de representar.
Trabajar sobre el número primo más pequeño, dos, permite a los sistemas de campo binario alinear sus cálculos con los ceros y unos utilizados en la computación convencional. Drake dijo que los diseños resultantes pueden probar alrededor de 1 millón de llamadas de hash tradicionales por segundo en un portátil, con una sobrecarga de aproximadamente 100 veces en comparación con la ejecución nativa de la CPU.
Proyectos de investigación como Binius y Flock contribuyeron a las ganancias de rendimiento, según la publicación. Binius aplica la aritmética de campo binario a las pruebas de conocimiento cero, mientras que Flock se centra en probar grandes lotes de cálculos booleanos, incluyendo cálculos que involucran SHA-256, Keccak y BLAKE3.
Drake también señaló SNARK.fast, un proyecto de investigación automatizado abierto que utiliza inteligencia artificial para mejorar el código de prueba. Su resultado más sólido alcanzó 1.8 millones de compresiones BLAKE3 por segundo, lo que representa una mejora del 255% sobre su punto de referencia inicial.
El uso de hashes establecidos podría reducir la dependencia de Ethereum de funciones criptográficas especializadas que requieren años de análisis separados. SHA y BLAKE ya han recibido un estudio exhaustivo fuera de los sistemas de conocimiento cero, aunque su implementación dentro de Ethereum todavía requeriría investigación, auditorías y pruebas.
La decisión también cambia la relación entre las funciones hash de Ethereum y su infraestructura de prueba. En lugar de diseñar un nuevo hash en torno a los límites de un SNARK, los investigadores pueden construir el SNARK en torno a funciones hash que ya tienen largos historiales de seguridad.
Drake vinculó la decisión al programa de seguridad post-cuántica de Ethereum, que está preparando el protocolo para ordenadores capaces de romper la criptografía de curva elíptica. Ethereum actualmente depende de dichos sistemas para las cuentas de usuario y partes de su infraestructura de consenso y datos.
Como informó crypto.news en agosto, el cofundador Vitalik Buterin ha elevado la seguridad cuántica en la hoja de ruta actualizada de Ethereum. El plan también cubre la privacidad nativa, la verificación formal, el escalado post-cuántico y posibles reemplazos para partes de la Máquina Virtual de Ethereum.
Drake dijo que los avances recientes en el criptoanálisis asistido por IA han creado contratiempos para sistemas post-cuánticos más complejos. Citó específicamente HAWK, un diseño de firma basado en retículos, y SQIsign, que se basa en criptografía basada en isogenias.
Según su evaluación, los problemas refuerzan el caso de las firmas basadas en hash en las cadenas de bloques. Tales diseños utilizan suposiciones relativamente simples y extensamente estudiadas, aunque las firmas individuales pueden ser demasiado grandes para un uso directo a la escala actual de Ethereum.
La agregación de SNARKs ofrece una forma de abordar el problema del tamaño. Un sistema de prueba puede verificar muchas firmas basadas en hash y comprimir el resultado en una prueba más pequeña para la red, en lugar de requerir que cada firma se coloque y verifique por separado.
El mismo método podría admitir acuerdos de multifirma y firmas de umbral k-de-n, en las que una transacción necesita la aprobación de un número determinado de participantes. Drake dijo que la flexibilidad proviene de usar el SNARK para probar las reglas de autorización sin colocar todos los datos de firma subyacentes en la cadena.
Ya se están probando los preparativos a nivel de monedero. En junio, un investigador de Ethereum demostró la protección de la cuenta utilizando un verificador de firma basado en SPHINCS, con una versión optimizada que requería unos 127.000 gas y llevaba una firma de 3.704 bytes. El investigador estimó el costo de verificación en aproximadamente 0,07 dólares por cuenta en ese momento.
Para los inversores y empresas estadounidenses que utilizan Ethereum, la hoja de ruta aborda un riesgo de seguridad que las agencias de estándares federales ya han comenzado a tratar como un problema de migración. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología finalizó sus tres primeras normas de criptografía post-cuántica en agosto de 2024 y animó a los administradores de sistemas a empezar a integrarlas.
Los estándares del NIST no dictan las opciones de protocolo de Ethereum, y los algoritmos seleccionados por la agencia no hacen que la red sea segura cuánticamente por sí mismos. Sin embargo, su trabajo de migración muestra que las instituciones estadounidenses se están preparando antes de que estén disponibles los ordenadores cuánticos criptográficamente relevantes.
Una junta asesora independiente de Coinbase llegó a una posición similar en un documento de 50 páginas publicado en abril. Entre sus miembros se encontraban Drake, el criptógrafo de Stanford Dan Boneh, el fundador de EigenLayer Sreeram Kannan, el jefe de criptografía de Coinbase Yehuda Lindell y la investigadora de sistemas distribuidos Dahlia Malkhi.
La junta concluyó que las cadenas de bloques actuales siguen siendo seguras frente a los ataques cuánticos, pero advirtió que reemplazar las firmas vulnerables en redes, monederos e intercambios podría llevar años. Según el documento consultivo, algunas alternativas resistentes a los cuánticos podrían aumentar los requisitos de datos de la cadena de bloques hasta 38 veces.
El uso de la agregación de pruebas por parte de Ethereum tiene como objetivo limitar dichos costos al tiempo que se reemplaza la criptografía vulnerable. Drake dijo que los SNARKs basados en hash podrían comprimir un número arbitrario de firmas post-cuánticas en una prueba compacta adecuada para su inclusión en un bloque.
El equipo post-cuántico de la Fundación Ethereum está trabajando en la infraestructura de campo binario como parte de leanVM, una máquina virtual de conocimiento cero mínima destinada a verificar y agregar pruebas criptográficas.
Drake dijo que el cronograma actual prevé una leanVM de grado de producción en 2027. Los despliegues que involucran las capas de consenso, datos y ejecución de Ethereum están planificados para 2028, aunque cada cambio de protocolo aún requerirá implementación, pruebas y acuerdo entre los equipos de desarrollo independientes de Ethereum.
El cronograma se encuentra dentro del Strawmap de Ethereum, un documento de coordinación técnica que se extiende hasta 2029 en lugar de un calendario de activación finalizado. La cobertura anterior del Strawmap describía siete bifurcaciones propuestas que cubrían slots más rápidos, finalidad más corta, criptografía post-cuántica, privacidad y mayor capacidad de red.
El equipo post-cuántico de Ethereum está trabajando actualmente con Binius, Flock y sistemas de campo binario relacionados mientras desarrolla benchmarks para leanVM. Drake dijo que el trabajo planeado para 2028 aplicaría la tecnología de prueba resultante por separado en la capa de consenso, la capa de datos y la capa de ejecución.
