एथेरियम फाउंडेशन के शोधकर्ता जस्टिन ड्रेक ने कहा है कि नेटवर्क की लेयर 1 (L1) आठ साल और आठ अंकों के शोध प्रयास के बाद पोसीडॉन को छोड़ देगी और SHA-2 या BLAKE2s जैसे स्थापित हैश फ़ंक्शन अपनाएगी।

एथेरियम L1 पोसीडॉन से दूर हो रहा है

जस्टिन ड्रेक ने 13 अगस्त को एक एक्स (X) पोस्ट में कहा कि एथेरियम फाउंडेशन अपने L1 रोडमैप के लिए पोसीडॉन को छोड़ रहा है और SHA या BLAKE जैसे पारंपरिक विकल्पों की ओर बढ़ रहा है।

“अलविदा, पोसीडॉन!” ड्रेक ने लिखा, इस निर्णय को पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी में "8 साल के, 8 अंकों के खरगोश के छेद (rabbit hole)" के परिणाम के रूप में वर्णित किया।

पोसीडॉन 2019 में शून्य-ज्ञान प्रूफ सिस्टम के लिए डिज़ाइन किए गए एक हैश फ़ंक्शन के रूप में उभरा। इसकी संरचना ने इसे पारंपरिक हैश फ़ंक्शन की तुलना में, जो बाइनरी ऑपरेशंस पर आधारित होते हैं, सक्सेसिव नॉन-इंटरैक्टिव आर्गुमेंट्स ऑफ़ नॉलेज (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge), जिन्हें आमतौर पर SNARKs के नाम से जाना जाता है, के भीतर प्रोसेस करना कम महंगा बना दिया।

2018 से, एथेरियम फाउंडेशन ने शून्य-ज्ञान तकनीक पर अपने काम के हिस्से के रूप में विशेष हैश में निवेश किया है। पोसीडॉन बाद में zk-रोलअप और zkVMs में एक सामान्य विकल्प बन गया, जिसमें अरबों डॉलर की क्रिप्टो संपत्तियों को सुरक्षित करने वाली प्रणालियाँ भी शामिल हैं।

ड्रेक की घोषणा एथेरियम की भविष्य की L1 वास्तुकला से संबंधित है, न कि मौजूदा अनुप्रयोगों से पोसीडॉन को तुरंत हटाने से। रोलअप, वर्चुअल मशीन और अन्य प्रोजेक्ट जो पहले से इस फ़ंक्शन का उपयोग करते हैं, उन्हें रोडमैप के निर्णय के कारण इसे बदलने की आवश्यकता नहीं है।

प्रूफ-सिस्टम डिज़ाइन में प्रगति ने अब उस ट्रेड-ऑफ को बदल दिया है जो शुरू में पोसीडॉन के पक्ष में था। ड्रेक के अनुसार, SHA-2 और BLAKE2s जैसे स्थापित फ़ंक्शन बाइनरी कंप्यूटेशन के आसपास डिज़ाइन किए गए SNARKs के साथ जोड़े जाने पर इसके प्रदर्शन से मेल खा सकते हैं।

“पीछे मुड़कर देखने पर, कुंजी SNARK-अनुकूल हैश नहीं थी, बल्कि हैश-अनुकूल SNARKs थी।”

बाइनरी-फील्ड SNARKs पारंपरिक हैश को व्यावहारिक बनाते हैं

बाइनरी फ़ील्ड प्रूफ सिस्टम को मानक हैश फ़ंक्शन द्वारा उपयोग की जाने वाली बूलियन तर्क को अधिक स्वाभाविक रूप से प्रोसेस करने की अनुमति देते हैं। पहले के SNARK डिज़ाइन अक्सर बड़े प्राइम फ़ील्ड पर निर्भर करते थे, जहाँ XOR जैसे बिट-आधारित ऑपरेशंस को दर्शाना महंगा हो सकता था।

सबसे छोटी अभाज्य संख्या, दो पर काम करना, बाइनरी-फील्ड सिस्टम को अपनी गणनाओं को पारंपरिक कंप्यूटिंग में उपयोग किए जाने वाले शून्य और एक के साथ संरेखित करने की अनुमति देता है। ड्रेक ने कहा कि परिणामी डिज़ाइन एक लैपटॉप पर प्रति सेकंड लगभग 1 मिलियन पारंपरिक हैश कॉल को प्रमाणित कर सकते हैं, जिसमें मूल सीपीयू निष्पादन की तुलना में लगभग 100 गुना का ओवरहेड होता है।

पोस्ट के अनुसार, बिनियस (Binius) और फ्लॉक (Flock) सहित शोध परियोजनाओं ने प्रदर्शन लाभ में योगदान दिया। बिनियस शून्य-ज्ञान प्रमाणों पर बाइनरी-फील्ड अंकगणित लागू करता है, जबकि फ्लॉक SHA-256, कीकाक (Keccak) और BLAKE3 सहित बूलियन गणनाओं के बड़े बैचों को प्रमाणित करने पर केंद्रित है।

ड्रेक ने SNARK.fast की ओर भी इशारा किया, जो एक खुला स्वचालित शोध प्रोजेक्ट है जो प्रूफिंग कोड को बेहतर बनाने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करता है। इसके सबसे मजबूत परिणाम ने प्रति सेकंड 1.8 मिलियन BLAKE3 संपीड़न (compressions) तक पहुंच बनाई, जो इसके शुरुआती बेंचमार्क पर 255% सुधार दर्शाता है।

स्थापित हैश का उपयोग करने से एथेरियम की विशेष क्रिप्टोग्राफिक फ़ंक्शन पर निर्भरता कम हो सकती है जिनके लिए वर्षों के अलग विश्लेषण की आवश्यकता होती है। SHA और BLAKE को पहले ही शून्य-ज्ञान प्रणालियों के बाहर व्यापक अध्ययन मिल चुका है, हालांकि एथेरियम के भीतर उनके कार्यान्वयन के लिए अभी भी शोध, ऑडिट और परीक्षण की आवश्यकता होगी।

यह निर्णय एथेरियम के हैश फ़ंक्शन और इसके प्रूफ इंफ्रास्ट्रक्चर के बीच संबंध को भी बदलता है। SNARK की सीमाओं के आसपास एक नया हैश डिज़ाइन करने के बजाय, शोधकर्ता उन हैश फ़ंक्शन के आसपास SNARK का निर्माण कर सकते हैं जिनके पास पहले से ही लंबे सुरक्षा रिकॉर्ड हैं।

एथेरियम का पोस्ट-क्वांटम कार्य हैश-आधारित हस्ताक्षरों का समर्थन करता है

ड्रेक ने इस निर्णय को एथेरियम के पोस्ट-क्वांटम सुरक्षा कार्यक्रम से जोड़ा, जो एलिप्टिक-कर्व क्रिप्टोग्राफी को तोड़ने में सक्षम कंप्यूटरों के लिए प्रोटोकॉल तैयार कर रहा है। एथेरियम वर्तमान में उपयोगकर्ता खातों और इसके कंसेंसस और डेटा इंफ्रास्ट्रक्चर के कुछ हिस्सों के लिए ऐसी प्रणालियों पर निर्भर करता है।

जैसा कि crypto.news ने अगस्त में रिपोर्ट किया था, सह-संस्थापक विटालिक ब्यूटेरिन ने एथेरियम के अपडेटेड रोडमैप में क्वांटम सुरक्षा को उच्च प्राथमिकता दी है। योजना में मूल गोपनीयता, औपचारिक सत्यापन, पोस्ट-क्वांटम स्केलिंग और एथेरियम वर्चुअल मशीन के कुछ हिस्सों के लिए संभावित प्रतिस्थापन भी शामिल हैं।

ड्रेक ने कहा कि एआई-सहायता प्राप्त क्रिप्टएनालिसिस (cryptanalysis) में हालिया प्रगति ने अधिक जटिल पोस्ट-क्वांटम प्रणालियों के लिए बाधाएं पैदा की हैं। उन्होंने विशेष रूप से HAWK, एक लैटिस-आधारित हस्ताक्षर डिज़ाइन, और SQIsign, जो आइसोजेनी-आधारित क्रिप्टोग्राफी पर निर्भर करता है, का उल्लेख किया।

उनके आकलन के अनुसार, ये समस्याएं ब्लॉकचेन पर हैश-आधारित हस्ताक्षरों के मामले को मजबूत करती हैं। ऐसे डिज़ाइन अपेक्षाकृत सरल और व्यापक रूप से अध्ययन की गई धारणाओं का उपयोग करते हैं, हालांकि व्यक्तिगत हस्ताक्षर एथेरियम के वर्तमान पैमाने पर सीधे उपयोग के लिए बहुत बड़े हो सकते हैं।

SNARK एकत्रीकरण (aggregation) आकार की समस्या को दूर करने का एक तरीका प्रदान करता है। एक प्रूफ सिस्टम कई हैश-आधारित हस्ताक्षरों को सत्यापित कर सकता है और परिणाम को नेटवर्क के लिए एक छोटे प्रमाण में संपीड़ित कर सकता है, बजाय इसके कि प्रत्येक हस्ताक्षर को अलग से रखा और जांचा जाए।

यही तरीका मल्टीसिग्नेचर व्यवस्था और k-ऑफ-n थ्रेशोल्ड हस्ताक्षर का समर्थन कर सकता है, जिसमें एक लेनदेन को प्रतिभागियों की एक निर्धारित संख्या से अनुमोदन की आवश्यकता होती है। ड्रेक ने कहा कि यह लचीलापन SNARK का उपयोग करके प्रमाणीकरण नियमों को प्रमाणित करने से आता है, बिना सभी अंतर्निहित हस्ताक्षर डेटा को ऑनचेन (onchain) रखे।

वॉलेट-स्तर की तैयारी पहले से ही जाँची जा रही है। जून में, एक एथेरियम शोधकर्ता ने SPHINCS-आधारित हस्ताक्षर सत्यापनकर्ता का उपयोग करके खाता सुरक्षा का प्रदर्शन किया, जिसमें एक अनुकूलित संस्करण को लगभग 127,000 गैस की आवश्यकता थी और इसमें 3,704-बाइट का हस्ताक्षर था। शोधकर्ता ने उस समय प्रति खाता सत्यापन लागत लगभग $0.07 अनुमानित की।

अमेरिकी मानक प्रारंभिक तैयारी के लिए दबाव बढ़ाते हैं

एथेरियम का उपयोग करने वाले अमेरिकी निवेशकों और व्यवसायों के लिए, रोडमैप एक सुरक्षा जोखिम को संबोधित करता है जिसे संघीय मानक एजेंसियों ने पहले ही एक माइग्रेशन मुद्दे के रूप में मानना शुरू कर दिया है। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी ने अगस्त 2024 में अपने पहले तीन पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी मानकों को अंतिम रूप दिया और सिस्टम प्रशासकों को उन्हें एकीकृत करना शुरू करने के लिए प्रोत्साहित किया।

NIST के मानक एथेरियम के प्रोटोकॉल विकल्पों को निर्देशित नहीं करते हैं, और एजेंसी के चयनित एल्गोरिदम अकेले नेटवर्क को क्वांटम-सुरक्षित नहीं बनाते हैं। हालांकि, इसका माइग्रेशन कार्य दिखाता है कि अमेरिकी संस्थान क्रिप्टोग्राफिक रूप से प्रासंगिक क्वांटम कंप्यूटर उपलब्ध होने से पहले तैयारी कर रहे हैं।

कॉइनबेस के एक स्वतंत्र सलाहकार बोर्ड ने अप्रैल में प्रकाशित 50-पृष्ठ के पेपर में एक समान स्थिति पर पहुंचा। इसके सदस्यों में ड्रेक, स्टैनफोर्ड क्रिप्टोग्राफर डैन बोनह, आइगनलेयर (EigenLayer) के संस्थापक श्रीराम कन्नन, कॉइनबेस क्रिप्टोग्राफी प्रमुख येहुदा लिंडेल और डिस्ट्रीब्यूटेड-सिस्टम शोधकर्ता डाहलिया मलखी शामिल थे।

बोर्ड ने निष्कर्ष निकाला कि वर्तमान ब्लॉकचेन क्वांटम हमलों से सुरक्षित रहते हैं, लेकिन चेतावनी दी कि नेटवर्क, वॉलेट और एक्सचेंजों में कमजोर हस्ताक्षरों को बदलने में वर्षों लग सकते हैं। सलाहकार पेपर के अनुसार, कुछ क्वांटम-प्रतिरोधी विकल्प ब्लॉकचेन डेटा आवश्यकताओं को 38 गुना तक बढ़ा सकते हैं।

एथेरियम का प्रूफ एकत्रीकरण (aggregation) का उपयोग कमजोर क्रिप्टोग्राफी को बदलते हुए ऐसी लागतों को सीमित करने के लिए है। ड्रेक ने कहा कि हैश-आधारित SNARKs मनमानी संख्या में पोस्ट-क्वांटम हस्ताक्षरों को एक कॉम्पैक्ट प्रूफ में संपीड़ित कर सकते हैं जो एक ब्लॉक में शामिल करने के लिए उपयुक्त है।

लीनवीएम (LeanVM) का लक्ष्य 2027 में प्रोडक्शन परिनियोजन (deployment)

एथेरियम फाउंडेशन की पोस्ट-क्वांटम टीम लीनवीएम (leanVM) के हिस्से के रूप में बाइनरी-फील्ड इंफ्रास्ट्रक्चर पर काम कर रही है, जो क्रिप्टोग्राफिक प्रमाणों को सत्यापित और एकत्रित करने के उद्देश्य से एक न्यूनतम शून्य-ज्ञान वर्चुअल मशीन है।

ड्रेक ने कहा कि वर्तमान अनुसूची में 2027 में एक प्रोडक्शन-ग्रेड लीनवीएम (leanVM) की परिकल्पना की गई है। एथेरियम के कंसेंसस, डेटा और निष्पादन लेयर्स से जुड़े परिनियोजन (deployments) 2028 के लिए नियोजित हैं, हालांकि प्रत्येक प्रोटोकॉल परिवर्तन के लिए अभी भी एथेरियम की स्वतंत्र विकास टीमों के बीच कार्यान्वयन, परीक्षण और समझौते की आवश्यकता होगी।

यह अनुसूची एथेरियम के स्ट्रॉमैप (Strawmap) के भीतर है, जो एक तकनीकी समन्वय दस्तावेज़ है जो 2029 तक फैला हुआ है न कि एक अंतिम सक्रियण कैलेंडर। पहले के स्ट्रॉमैप कवरेज में सात प्रस्तावित फोर्क का वर्णन किया गया था जिसमें तेज़ स्लॉट, कम फाइनलिटी, पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी, गोपनीयता और उच्च नेटवर्क क्षमता शामिल थे।

एथेरियम की पोस्ट-क्वांटम टीम अब बिनियस (Binius), फ्लॉक (Flock) और संबंधित बाइनरी-फील्ड सिस्टम के साथ काम कर रही है, जबकि लीनवीएम (leanVM) बेंचमार्क विकसित कर रही है। ड्रेक ने कहा कि नियोजित 2028 का काम परिणामी प्रूफ तकनीक को कंसेंसस लेयर, डेटा लेयर और निष्पादन लेयर पर अलग-अलग लागू करेगा।