Peneliti Ethereum Foundation, Justin Drake, mengatakan lapisan 1 jaringan akan meninggalkan Poseidon setelah upaya penelitian delapan tahun dengan anggaran delapan digit dan akan mengejar fungsi hash yang sudah mapan seperti SHA-2 atau BLAKE2s.
Justin Drake mengatakan dalam unggahan X pada 13 Agustus bahwa Ethereum Foundation meninggalkan Poseidon untuk roadmap L1-nya dan beralih ke opsi tradisional seperti SHA atau BLAKE.
“Selamat tinggal, Poseidon!” tulis Drake, menggambarkan keputusan itu sebagai hasil dari “jurang penelitian 8 tahun, 8 digit” dalam kriptografi pasca-kuantum.
Poseidon muncul pada tahun 2019 sebagai fungsi hash yang dirancang untuk sistem bukti tanpa pengetahuan (zero-knowledge proof). Strukturnya membuatnya lebih murah untuk diproses di dalam Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge, yang umumnya dikenal sebagai SNARK, daripada fungsi hash tradisional yang dibangun di sekitar operasi biner.
Sejak 2018, Ethereum Foundation telah berinvestasi dalam hash khusus sebagai bagian dari pekerjaannya pada teknologi tanpa pengetahuan. Poseidon kemudian menjadi pilihan umum di seluruh zk-rollups dan zkVMs, termasuk sistem yang mengamankan miliaran dolar aset kripto.
Pengumuman Drake menyangkut arsitektur L1 Ethereum di masa depan, bukan penghapusan Poseidon secara langsung dari aplikasi yang ada. Rollup, mesin virtual, dan proyek lain yang sudah menggunakan fungsi tersebut tidak diwajibkan untuk menggantinya karena keputusan roadmap ini.
Kemajuan dalam desain sistem bukti kini telah mengubah pertukaran (trade-off) yang awalnya mendukung Poseidon. Menurut Drake, fungsi yang sudah mapan seperti SHA-2 dan BLAKE2s dapat menyamai kinerjanya ketika dipasangkan dengan SNARK yang dirancang di sekitar komputasi biner.
“Melihat ke belakang, kuncinya bukan pada hash ramah-SNARK, melainkan pada SNARK ramah-hash.”
Bidang biner memungkinkan sistem bukti untuk memproses logika Boolean yang digunakan oleh fungsi hash standar secara lebih alami. Desain SNARK sebelumnya sering mengandalkan bidang prima besar, di mana operasi berbasis bit seperti XOR bisa mahal untuk direpresentasikan.
Bekerja di atas bilangan prima terkecil, dua, memungkinkan sistem bidang biner untuk menyelaraskan perhitungan mereka dengan angka nol dan satu yang digunakan dalam komputasi konvensional. Drake mengatakan desain yang dihasilkan dapat membuktikan sekitar 1 juta panggilan hash tradisional per detik di laptop, dengan overhead sekitar 100 kali dibandingkan dengan eksekusi CPU asli.
Proyek penelitian termasuk Binius dan Flock berkontribusi pada peningkatan kinerja, menurut postingan tersebut. Binius menerapkan aritmatika bidang biner untuk bukti tanpa pengetahuan, sementara Flock berfokus pada pembuktian batch besar perhitungan Boolean, termasuk komputasi yang melibatkan SHA-256, Keccak, dan BLAKE3.
Drake juga menunjuk pada SNARK.fast, sebuah proyek penelitian otomatis terbuka yang menggunakan kecerdasan buatan untuk meningkatkan kode pembuktian. Hasil terkuatnya mencapai 1,8 juta kompresi BLAKE3 per detik, mewakili peningkatan 255% dibandingkan tolok ukur awalnya.
Menggunakan hash yang sudah mapan dapat mengurangi ketergantungan Ethereum pada fungsi kriptografi khusus yang membutuhkan analisis terpisah bertahun-tahun. SHA dan BLAKE telah menerima studi ekstensif di luar sistem tanpa pengetahuan, meskipun implementasinya di dalam Ethereum masih memerlukan penelitian, audit, dan pengujian.
Keputusan ini juga mengubah hubungan antara fungsi hash Ethereum dan infrastruktur buktinya. Alih-alih merancang hash baru di sekitar batas SNARK, peneliti dapat membangun SNARK di sekitar fungsi hash yang sudah memiliki catatan keamanan yang panjang.
Drake mengaitkan keputusan ini dengan program keamanan pasca-kuantum Ethereum, yang sedang mempersiapkan protokol untuk komputer yang mampu memecahkan kriptografi kurva eliptik. Ethereum saat ini mengandalkan sistem tersebut untuk akun pengguna dan bagian dari infrastruktur konsensus dan datanya.
Seperti yang dilaporkan crypto.news pada bulan Agustus, salah satu pendiri Vitalik Buterin telah menempatkan keamanan kuantum lebih tinggi dalam roadmap Ethereum yang diperbarui. Rencana tersebut juga mencakup privasi asli, verifikasi formal, skalabilitas pasca-kuantum, dan kemungkinan penggantian untuk bagian-bagian Ethereum Virtual Machine.
Drake mengatakan kemajuan terbaru dalam kriptanalisis berbantuan AI telah menciptakan kemunduran untuk sistem pasca-kuantum yang lebih kompleks. Dia secara khusus mengutip HAWK, desain tanda tangan berbasis kisi (lattice), dan SQIsign, yang mengandalkan kriptografi berbasis isogeni.
Menurut penilaiannya, masalah-masalah tersebut memperkuat kasus untuk tanda tangan berbasis hash pada blockchain. Desain semacam itu menggunakan asumsi yang relatif sederhana dan telah banyak dipelajari, meskipun tanda tangan individual bisa terlalu besar untuk penggunaan langsung pada skala Ethereum saat ini.
Agregasi SNARK menawarkan salah satu cara untuk mengatasi masalah ukuran. Sistem bukti dapat memverifikasi banyak tanda tangan berbasis hash dan mengkompres hasilnya menjadi satu bukti yang lebih kecil untuk jaringan, daripada mengharuskan setiap tanda tangan ditempatkan dan diperiksa secara terpisah.
Metode yang sama dapat mendukung pengaturan multisignature dan tanda tangan ambang k-dari-n, di mana transaksi memerlukan persetujuan dari sejumlah peserta. Drake mengatakan fleksibilitas datang dari penggunaan SNARK untuk membuktikan aturan otorisasi tanpa menempatkan semua data tanda tangan dasar di on-chain.
Persiapan tingkat dompet sudah diuji. Pada bulan Juni, seorang peneliti Ethereum mendemonstrasikan perlindungan akun menggunakan verifikator tanda tangan berbasis SPHINCS, dengan satu versi yang dioptimalkan membutuhkan sekitar 127.000 gas dan membawa tanda tangan 3.704 byte. Peneliti tersebut memperkirakan biaya verifikasi sekitar $0,07 per akun pada saat itu.
Bagi investor dan bisnis AS yang menggunakan Ethereum, roadmap ini mengatasi risiko keamanan yang telah mulai diperlakukan oleh lembaga standar federal sebagai masalah migrasi. National Institute of Standards and Technology (NIST) menyelesaikan tiga standar kriptografi pasca-kuantum pertamanya pada Agustus 2024 dan mendorong administrator sistem untuk mulai mengintegrasikannya.
Standar NIST tidak mengarahkan pilihan protokol Ethereum, dan algoritma yang dipilih oleh lembaga tersebut tidak membuat jaringan aman kuantum dengan sendirinya. Namun, pekerjaan migrasinya menunjukkan bahwa institusi Amerika sedang bersiap sebelum komputer kuantum yang relevan secara kriptografi tersedia.
Dewan penasihat independen Coinbase mencapai posisi serupa dalam sebuah makalah setebal 50 halaman yang diterbitkan pada bulan April. Anggotanya termasuk Drake, kriptografer Stanford Dan Boneh, pendiri EigenLayer Sreeram Kannan, kepala kriptografi Coinbase Yehuda Lindell, dan peneliti sistem terdistribusi Dahlia Malkhi.
Dewan menyimpulkan bahwa blockchain saat ini tetap aman dari serangan kuantum tetapi memperingatkan bahwa penggantian tanda tangan yang rentan di seluruh jaringan, dompet, dan bursa dapat memakan waktu bertahun-tahun. Menurut makalah penasihat, beberapa alternatif tahan kuantum dapat meningkatkan persyaratan data blockchain hingga 38 kali lipat.
Penggunaan agregasi bukti oleh Ethereum dimaksudkan untuk membatasi biaya tersebut sambil mengganti kriptografi yang rentan. Drake mengatakan SNARK berbasis hash dapat mengkompres sejumlah tanda tangan pasca-kuantum ke dalam bukti ringkas yang cocok untuk disertakan dalam blok.
Tim pasca-kuantum Ethereum Foundation sedang mengerjakan infrastruktur bidang biner sebagai bagian dari leanVM, sebuah mesin virtual tanpa pengetahuan minimal yang dimaksudkan untuk memverifikasi dan mengagregasi bukti kriptografi.
Drake mengatakan jadwal saat ini menyerukan leanVM kelas produksi pada tahun 2027. Implementasi yang melibatkan lapisan konsensus, data, dan eksekusi Ethereum direncanakan pada tahun 2028, meskipun setiap perubahan protokol masih memerlukan implementasi, pengujian, dan kesepakatan di antara tim pengembangan independen Ethereum.
Jadwal ini berada dalam Strawmap Ethereum, sebuah dokumen koordinasi teknis yang diperpanjang hingga tahun 2029 daripada kalender aktivasi yang telah difinalisasi. Liputan Strawmap sebelumnya menggambarkan tujuh fork yang diusulkan mencakup slot yang lebih cepat, finalitas yang lebih pendek, kriptografi pasca-kuantum, privasi, dan kapasitas jaringan yang lebih tinggi.
Tim pasca-kuantum Ethereum kini bekerja dengan Binius, Flock, dan sistem bidang biner terkait sambil mengembangkan tolok ukur leanVM. Drake mengatakan pekerjaan yang direncanakan pada tahun 2028 akan menerapkan teknologi bukti yang dihasilkan secara terpisah di seluruh lapisan konsensus, lapisan data, dan lapisan eksekusi.
