Justin Drake, chercheur à la Fondation Ethereum, a déclaré que la couche 1 du réseau abandonnera Poseidon après huit ans et un effort de recherche à huit chiffres, pour se tourner vers des fonctions de hachage établies telles que SHA-2 ou BLAKE2s.
Justin Drake a déclaré dans un post sur X du 13 août que la Fondation Ethereum abandonnait Poseidon pour sa feuille de route L1 et se tournait vers des options traditionnelles telles que SHA ou BLAKE.
« Adieu, Poseidon ! » a écrit Drake, décrivant cette décision comme le résultat d'un « gouffre de 8 ans et 8 chiffres » dans la cryptographie post-quantique.
Poseidon est apparu en 2019 comme une fonction de hachage conçue pour les systèmes de preuve à connaissance nulle. Sa structure la rendait moins coûteuse à traiter au sein des Arguments de Connaissance Non-Interactifs et Succincts, communément appelés SNARKs, que les fonctions de hachage traditionnelles construites autour d'opérations binaires.
Depuis 2018, la Fondation Ethereum a investi dans des hachages spécialisés dans le cadre de ses travaux sur la technologie à connaissance nulle. Poseidon est ensuite devenu un choix courant pour les zk-rollups et les zkVMs, y compris les systèmes qui sécurisent des milliards de dollars en actifs crypto.
L'annonce de Drake concerne l'architecture future de la L1 d'Ethereum, plutôt qu'une suppression immédiate de Poseidon des applications existantes. Les rollups, les machines virtuelles et d'autres projets qui utilisent déjà la fonction ne sont pas tenus de la remplacer en raison de cette décision concernant la feuille de route.
Les avancées dans la conception des systèmes de preuve ont maintenant modifié le compromis qui favorisait initialement Poseidon. Selon Drake, des fonctions établies telles que SHA-2 et BLAKE2s peuvent égaler ses performances lorsqu'elles sont associées à des SNARKs conçus autour du calcul binaire.
« Rétrospectivement, la clé n'était pas les fonctions de hachage compatibles SNARK, mais les SNARKs compatibles hachage. »
Les champs binaires permettent aux systèmes de preuve de traiter plus naturellement la logique booléenne utilisée par les fonctions de hachage standard. Les conceptions précédentes de SNARKs s'appuyaient souvent sur de grands champs premiers, où les opérations basées sur les bits, comme le XOR, pouvaient être coûteuses à représenter.
Travailler sur le plus petit nombre premier, deux, permet aux systèmes à champ binaire d'aligner leurs calculs sur les zéros et les uns utilisés dans l'informatique conventionnelle. Drake a déclaré que les conceptions résultantes peuvent prouver environ 1 million d'appels de hachage traditionnels par seconde sur un ordinateur portable, avec un surcoût d'environ 100 fois par rapport à l'exécution native du CPU.
Des projets de recherche tels que Binius et Flock ont contribué aux gains de performance, selon le post. Binius applique l'arithmétique à champ binaire aux preuves à connaissance nulle, tandis que Flock se concentre sur la preuve de grands lots de calculs booléens, y compris des calculs impliquant SHA-256, Keccak et BLAKE3.
Drake a également mentionné SNARK.fast, un projet de recherche automatisé et ouvert qui utilise l'intelligence artificielle pour améliorer le code de preuve. Son meilleur résultat a atteint 1,8 million de compressions BLAKE3 par seconde, ce qui représente une amélioration de 255 % par rapport à sa référence de départ.
L'utilisation de hachages établis pourrait réduire la dépendance d'Ethereum à l'égard de fonctions cryptographiques spécialisées qui nécessitent des années d'analyse distincte. SHA et BLAKE ont déjà fait l'objet d'une étude approfondie en dehors des systèmes à connaissance nulle, bien que leur implémentation au sein d'Ethereum nécessiterait encore de la recherche, des audits et des tests.
Cette décision modifie également la relation entre les fonctions de hachage d'Ethereum et son infrastructure de preuve. Au lieu de concevoir un nouveau hachage en fonction des limites d'un SNARK, les chercheurs peuvent construire le SNARK autour de fonctions de hachage qui ont déjà de longs historiques de sécurité.
Drake a lié cette décision au programme de sécurité post-quantique d'Ethereum, qui prépare le protocole aux ordinateurs capables de briser la cryptographie à courbe elliptique. Ethereum s'appuie actuellement sur de tels systèmes pour les comptes utilisateurs et des parties de son infrastructure de consensus et de données.
Comme crypto.news l'a rapporté en août, le cofondateur Vitalik Buterin a placé la sécurité quantique plus haut dans la feuille de route mise à jour d'Ethereum. Le plan couvre également la confidentialité native, la vérification formelle, la mise à l'échelle post-quantique et les remplacements possibles pour certaines parties de la Machine Virtuelle Ethereum.
Drake a déclaré que les avancées récentes en cryptanalyse assistée par l'IA ont entraîné des revers pour les systèmes post-quantiques plus complexes. Il a spécifiquement cité HAWK, une conception de signature basée sur les réseaux, et SQIsign, qui repose sur la cryptographie basée sur les isogénies.
Selon son évaluation, ces problèmes renforcent l'argument en faveur des signatures basées sur le hachage sur les blockchains. De telles conceptions utilisent des hypothèses relativement simples et largement étudiées, bien que les signatures individuelles puissent être trop grandes pour une utilisation directe à l'échelle actuelle d'Ethereum.
L'agrégation de SNARKs offre un moyen de résoudre le problème de taille. Un système de preuve peut vérifier de nombreuses signatures basées sur le hachage et compresser le résultat en une preuve plus petite pour le réseau, plutôt que d'exiger que chaque signature soit placée et vérifiée séparément.
La même méthode pourrait prendre en charge les arrangements multi-signatures et les signatures à seuil k sur n, où une transaction nécessite l'approbation d'un nombre défini de participants. Drake a déclaré que la flexibilité vient de l'utilisation du SNARK pour prouver les règles d'autorisation sans placer toutes les données de signature sous-jacentes on-chain.
Des préparations au niveau du portefeuille sont déjà en cours de test. En juin, un chercheur d'Ethereum a démontré la protection des comptes à l'aide d'un vérificateur de signature basé sur SPHINCS, avec une version optimisée nécessitant environ 127 000 gas et portant une signature de 3 704 octets. Le chercheur a estimé le coût de vérification à environ 0,07 $ par compte à l'époque.
Pour les investisseurs et les entreprises américains utilisant Ethereum, la feuille de route aborde un risque de sécurité que les agences fédérales de normalisation ont déjà commencé à traiter comme un problème de migration. L'Institut National des Normes et de la Technologie (NIST) a finalisé ses trois premières normes de cryptographie post-quantique en août 2024 et a encouragé les administrateurs de systèmes à commencer à les intégrer.
Les normes du NIST ne dictent pas les choix de protocole d'Ethereum, et les algorithmes sélectionnés par l'agence ne rendent pas le réseau quantiquement sûr par eux-mêmes. Leurs travaux de migration montrent cependant que les institutions américaines se préparent avant que les ordinateurs quantiques cryptographiquement pertinents ne deviennent disponibles.
Un conseil consultatif indépendant de Coinbase a atteint une position similaire dans un document de 50 pages publié en avril. Ses membres comprenaient Drake, le cryptographe de Stanford Dan Boneh, le fondateur d'EigenLayer Sreeram Kannan, le responsable de la cryptographie chez Coinbase Yehuda Lindell et la chercheuse en systèmes distribués Dahlia Malkhi.
Le conseil a conclu que les blockchains actuelles restent sécurisées contre les attaques quantiques, mais a averti que le remplacement des signatures vulnérables à travers les réseaux, les portefeuilles et les échanges pourrait prendre des années. Selon le document consultatif, certaines alternatives résistantes aux attaques quantiques pourraient augmenter les exigences en matière de données blockchain jusqu'à 38 fois.
L'utilisation de l'agrégation de preuves par Ethereum vise à limiter ces coûts tout en remplaçant la cryptographie vulnérable. Drake a déclaré que les SNARKs basés sur le hachage pourraient compresser un nombre arbitraire de signatures post-quantiques en une preuve compacte adaptée à l'inclusion dans un bloc.
L'équipe post-quantique de la Fondation Ethereum travaille sur l'infrastructure à champ binaire dans le cadre de leanVM, une machine virtuelle à connaissance nulle minimale destinée à vérifier et agréger les preuves cryptographiques.
Drake a déclaré que le calendrier actuel prévoit une leanVM de qualité production en 2027. Les déploiements impliquant les couches de consensus, de données et d'exécution d'Ethereum sont prévus pour 2028, bien que chaque changement de protocole nécessitera toujours une implémentation, des tests et un accord entre les équipes de développement indépendantes d'Ethereum.
Le calendrier s'inscrit dans la "Strawmap" d'Ethereum, un document de coordination technique s'étendant jusqu'en 2029 plutôt qu'un calendrier d'activation finalisé. Une couverture antérieure de la Strawmap décrivait sept forks proposés couvrant des slots plus rapides, une finalité plus courte, la cryptographie post-quantique, la confidentialité et une capacité réseau plus élevée.
L'équipe post-quantique d'Ethereum travaille actuellement avec Binius, Flock et les systèmes à champ binaire associés tout en développant des benchmarks leanVM. Drake a déclaré que les travaux prévus pour 2028 appliqueraient la technologie de preuve résultante séparément aux couches de consensus, de données et d'exécution.
