محقق بنیاد اتریوم، جاستین دریک، اعلام کرده است که لایه ۱ شبکه پس از یک تلاش تحقیقاتی هشت ساله با بودجه هشت رقمی، پوزایدون را کنار گذاشته و به سراغ توابع هش شناخته‌شده‌ای مانند SHA-2 یا BLAKE2s خواهد رفت.

لایه ۱ اتریوم از پوزایدون روی برمی‌گرداند

جاستین دریک در پستی در ۱۳ آگوست در X اعلام کرد که بنیاد اتریوم پوزایدون را برای نقشه‌راه لایه ۱ خود رها کرده و به سمت گزینه‌های سنتی مانند SHA یا BLAKE حرکت می‌کند. دریک نوشت: "خداحافظ پوزایدون!" و این تصمیم را نتیجه یک "سرمایه‌گذاری ۸ ساله با بودجه ۸ رقمی" در رمزنگاری پسا-کوانتوم توصیف کرد. پوزایدون در سال ۲۰۱۹ به عنوان یک تابع هش طراحی شده برای سیستم‌های اثبات دانش صفر ظاهر شد. ساختار آن پردازش را در داخل اثبات‌های دانش غیرتعاملی مختصر (SNARKs) ارزان‌تر از توابع هش سنتی که بر پایه عملیات دوتایی ساخته شده‌اند، می‌کرد. از سال ۲۰۱۸، بنیاد اتریوم به عنوان بخشی از کار خود بر روی فناوری دانش صفر، در هش‌های تخصصی سرمایه‌گذاری کرده است. پوزایدون بعداً به یک انتخاب رایج در میان zk-rollups و zkVMs تبدیل شد، از جمله سیستم‌هایی که میلیاردها دلار از دارایی‌های رمزارزی را تامین امنیت می‌کنند. اعلام دریک مربوط به معماری آینده لایه ۱ اتریوم است، نه حذف فوری پوزایدون از برنامه‌های موجود. رول‌آپ‌ها، ماشین‌های مجازی و سایر پروژه‌هایی که در حال حاضر از این تابع استفاده می‌کنند، به دلیل تصمیم نقشه‌راه ملزم به جایگزینی آن نیستند. پیشرفت‌ها در طراحی سیستم اثبات اکنون تعادلی را که در ابتدا به نفع پوزایدون بود، تغییر داده است. به گفته دریک، توابع شناخته‌شده‌ای مانند SHA-2 و BLAKE2s می‌توانند عملکرد آن را در صورت ترکیب با SNARKهای طراحی شده برای محاسبات دوتایی، تطبیق دهند.

«با نگاهی به گذشته، کلید موفقیت هش‌های SNARK-دوست نبودند، بلکه SNARKهای هش-دوست بودند.»

SNARKهای میدان دوتایی، هَش‌های سنتی را عملی می‌کنند

میدان‌های دوتایی به سیستم‌های اثبات اجازه می‌دهند تا منطق بولی مورد استفاده توسط توابع هش استاندارد را طبیعی‌تر پردازش کنند. طراحی‌های اولیه SNARK اغلب به میدان‌های اول بزرگ متکی بودند، جایی که نمایش عملیات مبتنی بر بیت مانند XOR می‌تواند پرهزینه باشد. کار کردن با کوچکترین عدد اول، یعنی دو، به سیستم‌های میدان دوتایی اجازه می‌دهد تا محاسبات خود را با صفرها و یک‌های مورد استفاده در محاسبات سنتی هماهنگ کنند. دریک گفت که طراحی‌های حاصل می‌توانند حدود ۱ میلیون فراخوانی هش سنتی در ثانیه را بر روی یک لپ‌تاپ اثبات کنند، با سرباری تقریباً ۱۰۰ برابر در مقایسه با اجرای بومی CPU. بر اساس این پست، پروژه‌های تحقیقاتی از جمله Binius و Flock به افزایش عملکرد کمک کرده‌اند. Binius محاسبات میدان دوتایی را در اثبات‌های دانش صفر به کار می‌برد، در حالی که Flock بر اثبات دسته‌های بزرگی از محاسبات بولی، از جمله محاسبات شامل SHA-256، Keccak و BLAKE3 تمرکز دارد. دریک همچنین به SNARK.fast اشاره کرد، یک پروژه تحقیقاتی خودکار و متن‌باز که از هوش مصنوعی برای بهبود کد اثبات استفاده می‌کند. قوی‌ترین نتیجه آن به ۱.۸ میلیون فشرده‌سازی BLAKE3 در ثانیه رسید که نشان‌دهنده ۲۵۵٪ بهبود نسبت به معیار اولیه خود است. استفاده از هش‌های شناخته‌شده می‌تواند وابستگی اتریوم به توابع رمزنگاری تخصصی را که به سال‌ها تحلیل جداگانه نیاز دارند، کاهش دهد. SHA و BLAKE قبلاً خارج از سیستم‌های دانش صفر به طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اگرچه پیاده‌سازی آن‌ها در داخل اتریوم همچنان به تحقیق، حسابرسی و آزمایش نیاز دارد. این تصمیم همچنین رابطه بین توابع هش اتریوم و زیرساخت اثبات آن را تغییر می‌دهد. به جای طراحی یک هش جدید بر اساس محدودیت‌های یک SNARK، محققان می‌توانند SNARK را بر اساس توابع هشی بسازند که پیش از این سوابق امنیتی طولانی دارند.

کار پسا-کوانتوم اتریوم به نفع امضاهای مبتنی بر هش است

دریک این تصمیم را به برنامه امنیتی پسا-کوانتوم اتریوم مرتبط دانست که پروتکل را برای کامپیوترهای قادر به شکستن رمزنگاری منحنی بیضوی آماده می‌کند. اتریوم در حال حاضر برای حساب‌های کاربری و بخش‌هایی از زیرساخت اجماع و داده خود به چنین سیستم‌هایی متکی است. همانطور که crypto.news در ماه آگوست گزارش داد، ویتالیک بوترین، هم‌بنیانگذار اتریوم، امنیت کوانتومی را در نقشه‌راه به‌روز شده اتریوم در اولویت بالاتری قرار داده است. این طرح همچنین حریم خصوصی بومی، راستی‌آزمایی رسمی، مقیاس‌پذیری پسا-کوانتوم و جایگزین‌های احتمالی برای بخش‌هایی از ماشین مجازی اتریوم را پوشش می‌دهد. دریک گفت که پیشرفت‌های اخیر در تحلیل رمز به کمک هوش مصنوعی، مشکلاتی را برای سیستم‌های پسا-کوانتوم پیچیده‌تر ایجاد کرده است. او به طور خاص به HAWK، یک طرح امضای مبتنی بر شبکه، و SQIsign، که بر رمزنگاری مبتنی بر ایزوژنی تکیه دارد، اشاره کرد. بر اساس ارزیابی او، این مشکلات جایگاه امضاهای مبتنی بر هش را در بلاک‌چین‌ها تقویت می‌کنند. چنین طرح‌هایی از مفروضات نسبتاً ساده و به طور گسترده‌ای مطالعه شده استفاده می‌کنند، اگرچه امضاهای تکی ممکن است برای استفاده مستقیم در مقیاس فعلی اتریوم بسیار بزرگ باشند. تجمیع SNARK راهی برای حل مشکل اندازه ارائه می‌دهد. یک سیستم اثبات می‌تواند بسیاری از امضاهای مبتنی بر هش را تأیید کرده و نتیجه را در یک اثبات کوچکتر برای شبکه فشرده کند، به جای اینکه هر امضا به طور جداگانه قرار داده شده و بررسی شود. همین روش می‌تواند از ترتیبات چند امضایی و امضاهای آستانه‌ای k از n پشتیبانی کند، که در آن‌ها یک تراکنش به تأیید تعداد مشخصی از شرکت‌کنندگان نیاز دارد. دریک گفت که این انعطاف‌پذیری از استفاده SNARK برای اثبات قوانین مجوز بدون قرار دادن تمام داده‌های امضای اصلی روی زنجیره ناشی می‌شود. آماده‌سازی‌ها در سطح کیف پول در حال حاضر در دست آزمایش است. در ماه ژوئن، یک محقق اتریوم محافظت از حساب را با استفاده از یک تأییدکننده امضای مبتنی بر SPHINCS نشان داد، که یک نسخه بهینه‌سازی شده آن حدود ۱۲۷,۰۰۰ گس نیاز داشت و یک امضای ۳,۷۰۴ بایتی را حمل می‌کرد. محقق هزینه تأیید را در آن زمان تقریباً ۰.۰۷ دلار به ازای هر حساب برآورد کرد.

استانداردهای ایالات متحده فشار برای آماده‌سازی زودهنگام را افزایش می‌دهد

برای سرمایه‌گذاران و کسب‌وکارهای آمریکایی که از اتریوم استفاده می‌کنند، نقشه‌راه به یک خطر امنیتی اشاره می‌کند که آژانس‌های استانداردهای فدرال قبلاً شروع به در نظر گرفتن آن به عنوان یک مسئله مهاجرتی کرده‌اند. موسسه ملی استانداردها و فناوری (NIST) سه استاندارد اول رمزنگاری پسا-کوانتوم خود را در آگوست ۲۰۲۴ نهایی کرد و مدیران سیستم را تشویق کرد تا شروع به ادغام آن‌ها کنند. استانداردهای NIST انتخاب‌های پروتکل اتریوم را هدایت نمی‌کنند و الگوریتم‌های انتخاب شده توسط این آژانس به خودی خود شبکه را کوانتوم-ایمن نمی‌کنند. با این حال، کار مهاجرت آن نشان می‌دهد که نهادهای آمریکایی قبل از در دسترس قرار گرفتن کامپیوترهای کوانتومی مرتبط با رمزنگاری، در حال آماده‌سازی هستند. یک هیئت مشورتی مستقل کوین‌بیس در مقاله‌ای ۵۰ صفحه‌ای که در آوریل منتشر شد، به موضع مشابهی دست یافت. اعضای آن شامل دریک، رمزنگار دانشگاه استنفورد دن بون، بنیانگذار EigenLayer سریرام کنان، رئیس بخش رمزنگاری کوین‌بیس یهودا لیندل و محقق سیستم‌های توزیع شده دالیا مالکی بودند. هیئت نتیجه‌گیری کرد که بلاک‌چین‌های فعلی از حملات کوانتومی ایمن هستند اما هشدار داد که جایگزینی امضاهای آسیب‌پذیر در سراسر شبکه‌ها، کیف پول‌ها و صرافی‌ها ممکن است سال‌ها طول بکشد. طبق مقاله مشورتی، برخی از جایگزین‌های مقاوم در برابر کوانتوم می‌توانند الزامات داده بلاک‌چین را تا ۳۸ برابر افزایش دهند. استفاده اتریوم از تجمیع اثبات برای محدود کردن چنین هزینه‌هایی در حین جایگزینی رمزنگاری آسیب‌پذیر در نظر گرفته شده است. دریک گفت که SNARKهای مبتنی بر هش می‌توانند تعداد دلخواه از امضاهای پسا-کوانتوم را به یک اثبات فشرده مناسب برای گنجاندن در یک بلاک فشرده کنند.

LeanVM استقرار تولید را برای سال ۲۰۲۷ هدف قرار داده است

تیم پسا-کوانتوم بنیاد اتریوم در حال کار بر روی زیرساخت میدان دوتایی به عنوان بخشی از LeanVM است، یک ماشین مجازی دانش صفر حداقلی که برای تأیید و تجمیع اثبات‌های رمزنگاری شده طراحی شده است. دریک گفت که برنامه فعلی خواستار یک LeanVM در سطح تولید در سال ۲۰۲۷ است. استقرارهایی که لایه‌های اجماع، داده و اجرای اتریوم را شامل می‌شوند برای سال ۲۰۲۸ برنامه‌ریزی شده‌اند، اگرچه هر تغییر پروتکل همچنان به پیاده‌سازی، آزمایش و توافق بین تیم‌های توسعه مستقل اتریوم نیاز خواهد داشت. این برنامه در چارچوب نقشه‌راه اولیه (Strawmap) اتریوم قرار دارد، یک سند هماهنگی فنی که تا سال ۲۰۲۹ گسترش می‌یابد و نه یک تقویم فعال‌سازی نهایی شده. پوشش قبلی نقشه‌راه اولیه، هفت فورک پیشنهادی را شامل می‌شد که موضوعاتی مانند اسلات‌های سریع‌تر، نهایی شدن کوتاه‌تر، رمزنگاری پسا-کوانتوم، حریم خصوصی و ظرفیت شبکه بالاتر را پوشش می‌داد. تیم پسا-کوانتوم اتریوم اکنون در حال کار با Binius، Flock و سیستم‌های مرتبط با میدان دوتایی است، در حالی که معیارهای LeanVM را توسعه می‌دهد. دریک گفت که کار برنامه‌ریزی شده برای سال ۲۰۲۸ فناوری اثبات حاصله را به طور جداگانه در سراسر لایه اجماع، لایه داده و لایه اجرا به کار خواهد برد.