Debatte über Kryptografie im Blockchain-Design
Aktuell findet auf X eine lebhafte Debatte über gitter- versus hash-basierte Kryptografie im Blockchain-Design statt. An dieser Diskussion beteiligen sich unter anderem Zcash-Mitbegründer Eli Ben Sasson, Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin und Gabriel Shapiro, General Counsel von Delphi Labs.
Auslöser der Diskussion
Die Debatte wurde durch einen Beitrag von a16z crypto angestoßen, der sich für die Verwendung von Gitterkryptografie ausspricht. In einem Artikel erläutert a16z crypto seine Argumentation und behauptet, dass das geplante Design zur Aggregation von Hash-Signaturen in Ethereum auf SNARK-Rekursion beruht, was mit hohen Koordinationsaufwänden, Fehleranfälligkeiten und unbewiesenen Sicherheitsaspekten verbunden ist.
Kritik an a16z crypto
Eli Ben Sasson äußerte sich kritisch zu den Ansichten von a16z crypto und betonte, dass Gitter eine interessante mathematische Struktur darstellen, die jedoch anfällig für Angriffe durch Künstliche Intelligenz ist. Laut a16z crypto mag es zwar sicherer erscheinen, sich ausschließlich auf hash-basierte Kryptografie zu stützen, doch solche Designs könnten zu brüchigeren Systemen führen.
Meinungen der Experten
Gabriel Shapiro teilte seine Meinung auf X: „Ich denke, der Ethereum-Ansatz bleibt hier die beste Option für Ethereum,“ und widersprach damit der Sichtweise von a16z crypto.
Der Lean-Konsensfahrplan von Ethereum sieht vor, BLS-Signaturen vollständig durch hash-basierte Signaturen (eine Variante von Winternitz) zu ersetzen und STARKs zur Aggregation zu verwenden. Shapiro schlug vor, Gitterkryptografie für Konten und Wallets über eine Precompile zu nutzen, sofern deren Sicherheit gegen KI nachgewiesen wird, und fügte hinzu, dass hash-basierte Kryptografie es Ethereum ermöglicht, mit voller Geschwindigkeit voranzukommen.
Vitalik Buterin äußerte sich ebenfalls zu der Diskussion und stimmte Shapiro zu: „Wir könnten letztendlich immer noch Gitterkryptografie für Konten und Wallets über eine Precompile implementieren, wenn sie als KI-sicher nachgewiesen wird.“
Buterin fügte hinzu: „Der ideale Weg, um die Kryptografie aller zu unterstützen, ist meiner Meinung nach über EIP-8288. Du machst die Signatur, die du willst, lokal, dann STARKst du sie, und schließlich wird sie durch die STARK-Aggregatormaschine verarbeitet. Es benötigt keine Onchain-Daten. Ethereum kann dann nie wieder eine neue Precompile hinzufügen.“ Eli Ben Sasson stimmte dem zu und sagte: „Einverstanden, das ist der richtige Weg für Ethereum.“
Technische Aspekte der Kryptografie
Abgesehen von Bitcoin verwenden die meisten großen Blockchains Proof of Stake, was es Validierern ermöglicht, über jeden Block durch Unterzeichnung abzustimmen. Große Validierer-Sets sind aufgrund der Signaturaggregation praktisch. Ethereum nutzt BLS-Signaturen, die eine algebraische Struktur aufweisen, die es ermöglicht, Zehntausende von Validierungssignaturen pro Slot in ein einzelnes Gruppenelement zu kombinieren.
So vorteilhaft BLS auch ist, es ist nicht post-quantum, da keine bekannten post-quantum Signaturschemata auf diese Weise aggregiert werden können. Bei der Vorstellung des Fahrplans zur quantenresistenten Kryptografie zu Beginn dieses Jahres erwähnte Buterin die Lösung als rekursive Signaturen auf Protokollebene und Beweisaggregation.
Er sprach auch über die Einführung einer nativen Kontenabstraktion durch EIP-8141, die eine Rahmenabstraktion für die Transaktionsvalidierung, -ausführung und Gaszahlung bietet, sodass erstklassige Konten jeden Signaturalgorithmus verwenden können.
