Justin Drake, cercetător la Fundația Ethereum, a declarat că layer-ul 1 al rețelei va renunța la Poseidon după un efort de cercetare de opt ani și opt cifre și va adopta funcții hash consacrate, cum ar fi SHA-2 sau BLAKE2s.
Justin Drake a declarat într-o postare pe X din 13 august că Fundația Ethereum abandonează Poseidon pentru foaia sa de parcurs L1 și se îndreaptă către opțiuni tradiționale, cum ar fi SHA sau BLAKE.
„Adio, Poseidon!”, a scris Drake, descriind decizia ca fiind rezultatul unei „găuri de iepure de 8 ani, 8 cifre” în criptografia post-cuantică.
Poseidon a apărut în 2019 ca o funcție hash concepută pentru sistemele de dovezi zero-knowledge. Structura sa a făcut-o mai puțin costisitoare de procesat în cadrul Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge, cunoscute sub numele de SNARK-uri, decât funcțiile hash tradiționale construite în jurul operațiilor binare.
Din 2018, Fundația Ethereum a investit în hash-uri specializate ca parte a lucrării sale privind tehnologia zero-knowledge. Poseidon a devenit ulterior o alegere comună în zk-rollup-uri și zkVM-uri, inclusiv sisteme care securizează miliarde de dolari în active cripto.
Anunțul lui Drake se referă la arhitectura L1 viitoare a Ethereum, mai degrabă decât la o eliminare imediată a Poseidon din aplicațiile existente. Rollup-urile, mașinile virtuale și alte proiecte care utilizează deja funcția nu sunt obligate să o înlocuiască din cauza deciziei privind foaia de parcurs.
Progresele în designul sistemelor de dovezi au schimbat acum compromisul care favoriza inițial Poseidon. Potrivit lui Drake, funcțiile consacrate, cum ar fi SHA-2 și BLAKE2s, pot egala performanța acesteia atunci când sunt combinate cu SNARK-uri concepute în jurul calculului binar.
„Retrospectiv, cheia nu a fost hash-urile prietenoase cu SNARK-urile, ci SNARK-urile prietenoase cu hash-urile.”
Câmpurile binare permit sistemelor de dovezi să proceseze logica booleană utilizată de funcțiile hash standard mai natural. Designurile SNARK anterioare se bazau adesea pe câmpuri prime mari, unde operațiile bazate pe biți, cum ar fi XOR, puteau fi costisitoare de reprezentat.
Lucrul peste cel mai mic număr prim, doi, permite sistemelor cu câmp binar să-și alinieze calculele cu zerourile și unu-urile utilizate în computerele convenționale. Drake a spus că designurile rezultate pot demonstra aproximativ 1 milion de apeluri hash tradiționale pe secundă pe un laptop, cu un overhead de aproximativ 100 de ori comparativ cu execuția nativă pe CPU.
Proiectele de cercetare, inclusiv Binius și Flock, au contribuit la creșterea performanței, conform postării. Binius aplică aritmetica câmpului binar la dovezile zero-knowledge, în timp ce Flock se concentrează pe demonstrarea unor loturi mari de calcule booleene, inclusiv calcule care implică SHA-256, Keccak și BLAKE3.
Drake a menționat și SNARK.fast, un proiect de cercetare automatizat deschis care utilizează inteligența artificială pentru a îmbunătăți codul de dovedire. Cel mai puternic rezultat al său a atins 1,8 milioane de compresii BLAKE3 pe secundă, reprezentând o îmbunătățire de 255% față de benchmark-ul inițial.
Utilizarea hash-urilor consacrate ar putea reduce dependența Ethereum de funcțiile criptografice specializate care necesită ani de analiză separată. SHA și BLAKE au primit deja studii extinse în afara sistemelor zero-knowledge, deși implementarea lor în cadrul Ethereum ar necesita în continuare cercetare, audituri și testare.
Decizia schimbă, de asemenea, relația dintre funcțiile hash ale Ethereum și infrastructura sa de dovezi. În loc să proiecteze un nou hash în jurul limitelor unui SNARK, cercetătorii pot construi SNARK-ul în jurul funcțiilor hash care au deja o istorie lungă de securitate.
Drake a legat decizia de programul de securitate post-cuantică al Ethereum, care pregătește protocolul pentru computere capabile să spargă criptografia bazată pe curbe eliptice. Ethereum se bazează în prezent pe astfel de sisteme pentru conturile utilizatorilor și pentru părți din infrastructura sa de consens și date.
Așa cum a raportat crypto.news în august, co-fondatorul Vitalik Buterin a plasat securitatea cuantică mai sus în foaia de parcurs actualizată a Ethereum. Planul acoperă, de asemenea, confidențialitatea nativă, verificarea formală, scalarea post-cuantică și posibile înlocuiri pentru părți ale Mașinii Virtuale Ethereum.
Drake a declarat că progresele recente în criptanaliza asistată de AI au creat eșecuri pentru sistemele post-cuantice mai complexe. El a citat în mod specific HAWK, un design de semnătură bazat pe rețea, și SQIsign, care se bazează pe criptografia bazată pe izogenie.
Potrivit evaluării sale, problemele întăresc argumentul pentru semnăturile bazate pe hash pe blockchain-uri. Astfel de designuri utilizează ipoteze relativ simple și studiate extensiv, deși semnăturile individuale pot fi prea mari pentru utilizare directă la scara actuală a Ethereum.
Agregarea SNARK-urilor oferă o modalitate de a aborda problema dimensiunii. Un sistem de dovezi poate verifica multe semnături bazate pe hash și poate comprima rezultatul într-o dovadă mai mică pentru rețea, în loc să necesite ca fiecare semnătură să fie plasată și verificată separat.
Aceeași metodă ar putea sprijini aranjamentele multisemnatura și semnăturile prag k-din-n, în care o tranzacție necesită aprobarea unui număr stabilit de participanți. Drake a spus că flexibilitatea provine din utilizarea SNARK-ului pentru a demonstra regulile de autorizare fără a plasa toate datele de semnătură subiacente on-chain.
Pregătirile la nivel de portofel sunt deja testate. În iunie, un cercetător Ethereum a demonstrat protecția contului folosind un verificator de semnătură bazat pe SPHINCS, cu o versiune optimizată care necesită aproximativ 127.000 de gaz și o semnătură de 3.704 octeți. Cercetătorul a estimat costul de verificare la aproximativ 0,07 USD per cont la acel moment.
Pentru investitorii și companiile americane care utilizează Ethereum, foaia de parcurs abordează un risc de securitate pe care agențiile federale de standardizare au început deja să-l trateze ca pe o problemă de migrare. Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) a finalizat primele sale trei standarde de criptografie post-cuantică în august 2024 și a încurajat administratorii de sistem să înceapă să le integreze.
Standardele NIST nu dictează alegerile de protocol ale Ethereum, iar algoritmii selectați de agenție nu fac rețeaua rezistentă la cuantic de la sine. Lucrarea sa de migrare arată, totuși, că instituțiile americane se pregătesc înainte ca computerele cuantice relevante din punct de vedere criptografic să devină disponibile.
Un consiliu consultativ independent Coinbase a ajuns la o poziție similară într-o lucrare de 50 de pagini publicată în aprilie. Membrii săi i-au inclus pe Drake, criptograful de la Stanford Dan Boneh, fondatorul EigenLayer Sreeram Kannan, șeful de criptografie Coinbase Yehuda Lindell și cercetătorul în sisteme distribuite Dahlia Malkhi.
Consiliul a concluzionat că blockchain-urile actuale rămân sigure de atacurile cuantice, dar a avertizat că înlocuirea semnăturilor vulnerabile în rețele, portofele și burse ar putea dura ani. Potrivit documentului consultativ, unele alternative rezistente la cuantic ar putea crește cerințele de date ale blockchain-ului cu până la 38 de ori.
Utilizarea agregării dovezilor de către Ethereum este menită să limiteze astfel de costuri în timp ce înlocuiește criptografia vulnerabilă. Drake a spus că SNARK-urile bazate pe hash ar putea comprima un număr arbitrar de semnături post-cuantice într-o dovadă compactă potrivită pentru includerea într-un bloc.
Echipa post-cuantică a Fundației Ethereum lucrează la infrastructura câmpului binar ca parte a leanVM, o mașină virtuală zero-knowledge minimală menită să verifice și să agregeze dovezile criptografice.
Drake a spus că programul actual prevede un leanVM de grad de producție în 2027. Implementările care implică layer-urile de consens, date și execuție ale Ethereum sunt planificate pentru 2028, deși fiecare modificare de protocol va necesita în continuare implementare, testare și acord între echipele independente de dezvoltare ale Ethereum.
Programul se încadrează în Strawmap-ul Ethereum, un document de coordonare tehnică ce se extinde până în 2029, mai degrabă decât un calendar de activare finalizat. O acoperire anterioară a Strawmap-ului a descris șapte fork-uri propuse, care acoperă sloturi mai rapide, finalitate mai scurtă, criptografie post-cuantică, confidențialitate și capacitate de rețea mai mare.
Echipa post-cuantică a Ethereum lucrează acum cu Binius, Flock și sistemele conexe cu câmp binar, în timp ce dezvoltă benchmark-uri leanVM. Drake a spus că lucrarea planificată pentru 2028 va aplica tehnologia de dovadă rezultată separat pe layer-ul de consens, layer-ul de date și layer-ul de execuție.
ETH