Plan kryptograficzny Ethereum ulega zmianie, ponieważ nowe systemy dowodowe czynią tradycyjne funkcje skrótu bardziej praktycznymi dla warstwy pierwszej sieci. Vitalik Buterin docenił wkład Poseidona w dowody prywatności, podczas gdy badacz Ethereum Foundation Justin Drake oświadczył, że Fundacja kieruje się teraz w stronę SHA lub BLAKE. Drake powiązał tę zmianę z szybszymi SNARK-ami opartymi na ciałach binarnych oraz trwającymi badaniami postkwantowymi.

SNARK-i oparte na ciałach binarnych mogą uczynić SHA2 i BLAKE2s praktycznymi wewnątrz dowodów wiedzy zerowej, co ogranicza przewagę, jaką niegdyś miał Poseidon. Zmiana wykracza poza wydajność: SHA2 i BLAKE to od dawna ustandaryzowane, szeroko audytowane funkcje skrótu, poddawane dekadom analiz kryptanalitycznych, podczas gdy przyjazne dla SNARK-ów konstrukcje, takie jak Poseidon, są znacznie nowsze i nadal podlegają analizom bezpieczeństwa, w tym zewnętrznej kryptoanalizie ich struktury algebraicznej. Ethereum celuje w produkcyjną wersję leanVM w 2027 roku, a szersze wdrożenia w konsensusie i warstwie wykonawczej mogą nastąpić w 2028 roku.

Rola Poseidona w Ethereum

Buterin powiedział, że w funkcje skrótu Poseidon włożono lata pracy — umożliwiły one szybkie generowanie SNARK-ów po stronie klienta dla protokołów prywatności. Podkreślił jednak postępy w ogólnego przeznaczenia STARK-ach, zauważając, że obecne systemy potrafią dowodzić szeroko grupowanych obliczeń z narzutem rzędu trzech cyfr w środkowej części setek — wartość, która jego zdaniem może wkrótce spaść do poziomu dwóch cyfr lub mniej.

Drake określił rozwój Poseidona jako przedsięwzięcie trwające osiem lat, wsparte finansowaniem sięgającym ośmiu cyfr. Ethereum Foundation rozpoczęła badania nad przyjaznymi dla SNARK-ów funkcjami skrótu w 2018 roku; Poseidon powstał w 2019 roku i później wspierał zk-rollupy oraz zkVM. Jeśli tradycyjne funkcje skrótu można teraz efektywnie dowodzić wewnątrz SNARK-ów, specjalistyczne konstrukcje stworzone właśnie po to, by uniknąć tego kosztu, stają się mniej konieczne na mapie drogowej Ethereum.

Ciała binarne zmieniają równanie

Według Drake'a nowsze konstrukcje SNARK mogą korzystać z tradycyjnych funkcji skrótu bez funkcji przyjaznych SNARK-om. Za przykłady podał SHA2 i BLAKE2s, które już teraz mogą dorównać Poseidonowi wewnątrz SNARK-a.

Drake wyjaśnił, że ciała binarne opierają się na liczbie pierwszej 2 i naturalnie pasują do tradycyjnych operacji skrótu, w przeciwieństwie do dużych ciał pierwszych, w których manipulacja bitami wymaga więcej pracy. Badacze potrafią, jego zdaniem, dowodzić 1 miliona wywołań funkcji skrótu na sekundę na laptopie, przy narzucie około 100-krotności względem natywnych obliczeń boolowskich CPU.

Postkwantowa mapa drogowa Ethereum

Drake przypisał Jimowi i Benowi zasługi za Binius w 2023 roku oraz Ronowi, Benediktowi i Williamowi za Flock w czerwcu. Emile i Thomas rozwijają systemy oparte na ciałach binarnych, dodał.

Mapa drogowa zakłada produkcyjną wersję leanVM w 2027 roku, a wdrożenia w konsensusie, dostępności danych i warstwie wykonawczej mogą nastąpić w 2028 roku. Drake wymienił też niepowodzenia związane z opartym na kratach HAWK oraz opartym na izogeniach SQIsign — oba schematy pojawiły się w 3. rundzie konkursu podpisów NIST. Komputery kwantowe, gdy osiągną wystarczającą moc, zagroziłyby polegającym dziś przez Ethereum na krzywych eliptycznych podpisom — dlatego badania nad podpisami postkwantowymi są częścią mapy drogowej; podejścia oparte na funkcjach skrótu uważa się za odporne na takie ataki.

Zaznaczył, że SNARK.fast przekroczył 1,8 miliona dowodów BLAKE3 na sekundę na M3 Max, i powołał się na projekty ECDSA.fail, zk.golf oraz autoresearch. Dziesiąte spotkanie Ethproofs poświęcone będzie ciałom binarnym o 14:00 UTC.

Drake stwierdził, że kryptografia oparta na funkcjach skrótu zwyciężyła w kategorii postkwantowych podpisów dla blockchainów, oraz że SNARK-i mogą skompresować podpisy — w tym progi k-z-n i złożone multisigi — do pojedynczego dowodu bloku.