Die Kryptografie-Roadmap von Ethereum befindet sich im Wandel, da neue Beweissysteme traditionelle Hash-Funktionen für die Layer-1 des Netzwerks praktikabler machen. Vitalik Buterin würdigte Poseidons frühere Beiträge zu Privacy-Beweisen, während Ethereum-Foundation-Forscher Justin Drake erklärte, die Foundation bewege sich nun Richtung SHA oder BLAKE. Drake verknüpfte die Veränderung mit schnelleren binärfeldbasierten SNARKs und laufender Post-Quanten-Forschung.

Binärfeldbasierte SNARKs können SHA2 und BLAKE2s innerhalb von Zero-Knowledge-Beweisen praktikabel machen und mindern so den Vorteil, den Poseidon einst innehatte. Die Wende geht über Leistung hinaus: SHA2 und BLAKE sind lange standardisierte, umfassend geprüfte Hash-Funktionen mit Jahrzehnten kryptanalytischer Untersuchung, während SNARK-freundliche Designs wie Poseidon deutlich neuer sind und fortlaufender Sicherheitsanalyse unterliegen, einschließlich Drittanbieter-Kryptanalyse ihrer algebraischen Struktur. Ethereum zielt auf eine produktionsreife leanVM im Jahr 2027 ab, breitere Konsens- und Ausführungs-Deployments könnten 2028 folgen.

Poseidons Rolle in Ethereum

Buterin sagte, dass Jahre Arbeit in die Poseidon-Hashes geflossen seien, die schnelle clientseitige SNARK-Generierung für Privatsphäre-Protokolle ermöglichten. Er hob jedoch die Fortschritte bei general-purpose STARKs hervor und betonte, dass aktuelle Systeme breit gebündelte Berechnungen mit dreistelligem Overhead in der Mitte des Bereichs beweisen können – eine Zahl, die bald zweistellig oder niedriger liegen könne.

Drake beschrieb Poseidons Entwicklung als ein achtjähriges Unterfangen mit achtstelliger Finanzierung. Die Ethereum Foundation begann 2018 mit der Erforschung SNARK-freundlicher Hashes; Poseidon entstand 2019 und unterstützte später zk-Rollups und zkVMs. Wenn traditionelle Hashes nun effizient innerhalb von SNARKs bewiesen werden können, werden die spezialisierten Designs, die eigens zur Vermeidung dieser Kosten entwickelt wurden, auf Ethereums Roadmap weniger notwendig.

Binärfelder verändern die Gleichung

Nach Drake können neuere SNARK-Designs traditionelle Hashes ohne SNARK-freundliche Funktionen nutzen. Er nannte SHA2 und BLAKE2s als Beispiele, die Poseidon innerhalb eines SNARK inzwischen ebenbürtig sind.

Drake erläuterte, dass Binärfelder die Primzahl 2 verwenden und natürlich zu traditionellen Hash-Operationen passen – im Gegensatz zu großen Primkörpern, in denen Bit-Manipulation mehr Aufwand erfordert. Forscher könnten auf einem Laptop 1 Million Hash-Aufrufe pro Sekunde beweisen, bei etwa dem 100-fachen Overhead nativer CPU-Boolescher Berechnung.

Ethereums Post-Quanten-Roadmap

Drake würdigte Jim und Ben für Binius im Jahr 2023 sowie Ron, Benedikt und William für Flock im Juni. Emile und Thomas entwickeln binärfeldbasierte Systeme, fügte er hinzu.

Die Roadmap zielt auf eine produktionsreife leanVM im Jahr 2027 ab, mit Konsens-, Datenverfügbarkeits- und Ausführungsschicht-Deployments, die 2028 folgen könnten. Drake nannte auch Rückschläge bei den gitterbasierten HAWK- und isogeniebasierten SQIsign-Verfahren, die beide in NISTs Signaturwettbewerb der Runde 3 vertreten waren. Quantencomputer würden, hinreichend leistungsstark, die Elliptische-Kurven-Signaturen bedrohen, auf die Ethereum heute setzt – deshalb ist Post-Quanten-Signaturforschung Teil der Roadmap; hash-basierte Ansätze gelten als resistent gegen solche Angriffe.

Er verwies darauf, dass SNARK.fast auf einem M3 Max über 1,8 Millionen BLAKE3-Beweise pro Sekunde erreicht hat, und erwähnte die Initiativen ECDSA.fail, zk.golf und autoresearch. Der zehnte Ethproofs-Call wird sich um 14 Uhr UTC mit Binärfeldern befassen.

Drake sagte, hash-basierte Kryptografie habe für Post-Quanten-Signaturen der Blockchain gewonnen, und SNARKs könnten Signaturen – einschließlich k-of-n-Schwellenwerten und komplexer Multisigs – zu einem einzigen Block-Beweis komprimieren.