Sinabi ng mananaliksik ng Ethereum Foundation na si Justin Drake na iiwan ng layer 1 ng network ang Poseidon pagkatapos ng walong taon, walong-figure na pagsisikap sa pananaliksik at hahabulin ang mga established na hash functions tulad ng SHA-2 o BLAKE2s.
Sinabi ni Justin Drake sa isang post sa X noong Agosto 13 na tinatalikuran ng Ethereum Foundation ang Poseidon para sa L1 roadmap nito at lumilipat sa mga tradisyonal na opsyon tulad ng SHA o BLAKE.
“Paalam, Poseidon!” Isinulat ni Drake, inilarawan ang desisyon bilang resulta ng isang “8-taon, 8-figure na rabbit hole” sa post-quantum cryptography.
Lumabas ang Poseidon noong 2019 bilang isang hash function na idinisenyo para sa zero-knowledge proof systems. Ginawa ng istraktura nito na mas mababa ang gastos sa pagproseso sa loob ng Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge, karaniwang kilala bilang SNARKs, kaysa sa tradisyonal na hash functions na binuo sa paligid ng binary operations.
Mula noong 2018, ang Ethereum Foundation ay namuhunan sa specialized hashes bilang bahagi ng gawain nito sa zero-knowledge technology. Kalaunan ay naging karaniwang pagpipilian ang Poseidon sa mga zk-rollups at zkVMs, kabilang ang mga system na nagse-secure ng bilyun-bilyong dolyar sa crypto assets.
Ang anunsyo ni Drake ay may kinalaman sa hinaharap na arkitektura ng L1 ng Ethereum, sa halip na agarang pagtanggal ng Poseidon mula sa kasalukuyang mga aplikasyon. Ang mga rollups, virtual machine, at iba pang proyekto na gumagamit na ng function ay hindi kinakailangang palitan ito dahil sa desisyon sa roadmap.
Ang mga pag-unlad sa disenyo ng proof-system ay nagpabago ngayon sa trade-off na orihinal na pumabor sa Poseidon. Ayon kay Drake, ang mga established na function tulad ng SHA-2 at BLAKE2s ay maaaring tumumbas sa performance nito kapag ipinares sa SNARKs na idinisenyo sa paligid ng binary computation.
“Sa paggunita, ang susi ay hindi SNARK-friendly na hash, kundi SNARKs na madali sa hash.”
Pinapayagan ng binary fields ang mga proof system na iproseso ang Boolean logic na ginagamit ng standard hash functions nang mas natural. Ang mga naunang disenyo ng SNARK ay madalas na umaasa sa malalaking prime fields, kung saan ang mga operasyong batay sa bit tulad ng XOR ay maaaring maging magastos na irepresenta.
Ang pagtatrabaho sa ibabaw ng pinakamaliit na prime number, dalawa, ay nagbibigay-daan sa mga binary-field system na ihanay ang kanilang mga kalkulasyon sa mga zero at one na ginagamit sa conventional computing. Sinabi ni Drake na ang nagresultang disenyo ay kayang patunayan ang humigit-kumulang 1 milyong tradisyonal na tawag sa hash bawat segundo sa isang laptop, na may overhead na humigit-kumulang 100 beses kumpara sa katutubong pagpapatupad ng CPU.
Ang mga proyekto ng pananaliksik kabilang ang Binius at Flock ay nag-ambag sa mga pagpapabuti sa performance, ayon sa post. Inilalapat ng Binius ang binary-field arithmetic sa zero-knowledge proofs, habang nakatuon ang Flock sa pagpapatunay ng malalaking batch ng mga kalkulasyon ng Boolean, kabilang ang mga computation na kinasasangkutan ng SHA-256, Keccak, at BLAKE3.
Itinuro din ni Drake ang SNARK.fast, isang bukas na automated na proyekto ng pananaliksik na gumagamit ng artificial intelligence upang pagbutihin ang proving code. Ang pinakamalakas na resulta nito ay umabot sa 1.8 milyong BLAKE3 compressions bawat segundo, na kumakatawan sa 255% na pagpapabuti kumpara sa panimulang benchmark nito.
Ang paggamit ng established na hash ay maaaring magpababa sa pagdepende ng Ethereum sa specialized cryptographic functions na nangangailangan ng maraming taon ng hiwalay na pagsusuri. Ang SHA at BLAKE ay nakatanggap na ng malawak na pag-aaral sa labas ng zero-knowledge systems, bagaman ang kanilang implementasyon sa loob ng Ethereum ay mangangailangan pa rin ng pananaliksik, audit, at pagsubok.
Ang desisyon ay nagbabago din sa relasyon sa pagitan ng hash functions ng Ethereum at ng imprastraktura ng patunay nito. Sa halip na magdisenyo ng bagong hash sa paligid ng mga limitasyon ng isang SNARK, maaaring itayo ng mga mananaliksik ang SNARK sa paligid ng hash functions na mayroon nang mahabang record ng seguridad.
Iniugnay ni Drake ang desisyon sa post-quantum security program ng Ethereum, na naghahanda ng protocol para sa mga computer na may kakayahang basagin ang elliptic-curve cryptography. Ang Ethereum ay kasalukuyang umaasa sa mga naturang system para sa mga account ng user at mga bahagi ng consensus at data infrastructure nito.
Tulad ng iniulat ng crypto.news noong Agosto, inilagay ng co-founder na si Vitalik Buterin ang quantum security na mas mataas sa updated na roadmap ng Ethereum. Sakop din ng plano ang native privacy, formal verification, post-quantum scaling, at posibleng kapalit para sa mga bahagi ng Ethereum Virtual Machine.
Sinabi ni Drake na ang mga kamakailang pag-unlad sa AI-assisted cryptanalysis ay lumikha ng mga pag-urong para sa mas kumplikadong post-quantum systems. Partikular niyang binanggit ang HAWK, isang disenyo ng signature na batay sa lattice, at SQIsign, na umaasa sa isogeny-based cryptography.
Ayon sa kanyang pagtatasa, pinalalakas ng mga problema ang kaso para sa mga hash-based na signature sa mga blockchain. Gumagamit ang mga naturang disenyo ng medyo simple at malawakang pinag-aralan na mga asumpsyon, bagaman ang mga indibidwal na signature ay maaaring masyadong malaki para sa direktang paggamit sa kasalukuyang scale ng Ethereum.
Nag-aalok ang SNARK aggregation ng isang paraan upang tugunan ang problema sa laki. Maaaring i-verify ng isang proof system ang maraming hash-based signature at i-compress ang resulta sa isang mas maliit na patunay para sa network, sa halip na nangangailangan ng bawat signature na ilagay at suriin nang hiwalay.
Ang parehong pamamaraan ay maaaring sumuporta sa multisignature arrangements at k-of-n threshold signatures, kung saan ang isang transaksyon ay nangangailangan ng pahintulot mula sa isang itinakdang bilang ng mga kalahok. Sinabi ni Drake na ang flexibility ay nagmumula sa paggamit ng SNARK upang patunayan ang mga alituntunin ng awtorisasyon nang hindi inilalagay ang lahat ng nakapailalim na data ng signature sa chain.
Ang mga paghahanda sa antas ng wallet ay sinusubukan na. Noong Hunyo, ipinakita ng isang mananaliksik ng Ethereum ang proteksyon ng account gamit ang isang SPHINCS-based signature verifier, na may isang optimized na bersyon na nangangailangan ng humigit-kumulang 127,000 gas at nagdadala ng 3,704-byte na signature. Tinantya ng mananaliksik ang halaga ng pag-verify sa humigit-kumulang $0.07 bawat account noong panahong iyon.
Para sa mga investor at negosyo ng U.S. na gumagamit ng Ethereum, tinutugunan ng roadmap ang isang security risk na sinimulan na ng mga federal standards agencies na ituring bilang isang isyu ng migrasyon. Tinapos ng National Institute of Standards and Technology (NIST) ang una nitong tatlong post-quantum cryptography standards noong Agosto 2024 at hinikayat ang mga system administrator na simulan ang pag-integrate sa mga ito.
Ang mga pamantayan ng NIST ay hindi nagdidirekta sa mga pagpipilian sa protocol ng Ethereum, at ang mga napiling algorithm ng ahensya ay hindi ginagawang quantum-safe ang network nang sila lamang. Gayunpaman, ipinapakita ng gawain nitong migrasyon na naghahanda ang mga American institutions bago maging available ang mga cryptographically relevant na quantum computer.
Nakarating ang isang Coinbase independent advisory board sa isang katulad na posisyon sa isang 50-pahinang papel na inilathala noong Abril. Kasama sa mga miyembro nito sina Drake, Stanford cryptographer Dan Boneh, EigenLayer founder Sreeram Kannan, Coinbase cryptography head Yehuda Lindell, at distributed-systems researcher Dahlia Malkhi.
Nagtapos ang board na nananatiling secure ang kasalukuyang mga blockchain mula sa quantum attacks ngunit nagbabala na ang pagpapalit ng mahihinang signature sa mga network, wallet, at exchanges ay maaaring tumagal ng maraming taon. Ayon sa advisory paper, maaaring dagdagan ng ilang quantum-resistant na alternatibo ang mga kinakailangan sa data ng blockchain ng hanggang 38 beses.
Ang paggamit ng Ethereum ng proof aggregation ay nilayon upang limitahan ang mga gastos na ito habang pinapalitan ang mahihinang cryptography. Sinabi ni Drake na ang mga hash-based na SNARK ay maaaring mag-compress ng arbitraryong bilang ng post-quantum signature sa isang compact na patunay na angkop para sa pagsasama sa isang block.
Ang post-quantum team ng Ethereum Foundation ay nagtatrabaho sa binary-field infrastructure bilang bahagi ng leanVM, isang minimal zero-knowledge virtual machine na nilayon upang i-verify at i-aggregate ang mga cryptographic proof.
Sinabi ni Drake na ang kasalukuyang iskedyul ay nananawagan para sa isang production-grade na leanVM sa 2027. Ang mga deployment na kinasasangkutan ng consensus, data, at execution layers ng Ethereum ay pinlano para sa 2028, bagaman ang bawat pagbabago sa protocol ay mangangailangan pa rin ng implementasyon, pagsubok, at kasunduan sa mga independent development teams ng Ethereum.
Ang iskedyul ay nasa loob ng Strawmap ng Ethereum, isang dokumento ng teknikal na koordinasyon na umaabot hanggang 2029 sa halip na isang pinal na kalendaryo ng pag-activate. Ang naunang saklaw ng Strawmap ay naglalarawan ng pitong iminungkahing forks na sumasaklaw sa mas mabilis na slots, mas maikling finality, post-quantum cryptography, privacy, at mas mataas na kapasidad ng network.
Ang post-quantum team ng Ethereum ay nagtatrabaho ngayon sa Binius, Flock, at mga kaugnay na binary-field system habang bumubuo ng leanVM benchmarks. Sinabi ni Drake na ang pinlanong gawain sa 2028 ay maglalapat ng nagresultang teknolohiya ng patunay nang hiwalay sa buong consensus layer, data layer, at execution layer.
ETH