Einführung
Der Forscher der Ethereum Foundation, Justin Drake, hat erklärt, dass die Layer 1 des Netzwerks Poseidon nach einem achtjährigen, kostenintensiven Forschungsaufwand aufgibt und sich etablierten Hash-Funktionen wie SHA-2 oder BLAKE2s zuwendet. In einem X-Post vom 13. August schrieb Drake, dass die Ethereum Foundation Poseidon für ihren L1-Fahrplan aufgibt und sich traditionellen Optionen wie SHA oder BLAKE zuwendet.
„Auf Wiedersehen, Poseidon!“
beschrieb Drake die Entscheidung als das Ergebnis eines „achtjährigen, kostenintensiven Kaninchenbaus“ in der post-quanten Kryptographie.
Hintergrund zu Poseidon
Poseidon wurde 2019 als Hash-Funktion entwickelt, die für Zero-Knowledge-Proof-Systeme gedacht ist. Seine Struktur machte es kostengünstiger, innerhalb von Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge, allgemein bekannt als SNARKs, zu verarbeiten als traditionelle Hash-Funktionen, die auf binären Operationen basieren. Seit 2018 hat die Ethereum Foundation in spezialisierte Hashes investiert, als Teil ihrer Arbeit an Zero-Knowledge-Technologie. Poseidon wurde später zu einer gängigen Wahl in zk-Rollups und zkVMs, einschließlich Systeme, die Milliarden von Dollar in Krypto-Assets sichern.
Auswirkungen der Entscheidung
Drakes Ankündigung betrifft die zukünftige L1-Architektur von Ethereum und nicht die sofortige Entfernung von Poseidon aus bestehenden Anwendungen. Rollups, virtuelle Maschinen und andere Projekte, die die Funktion bereits nutzen, sind nicht verpflichtet, sie aufgrund der Fahrplanentscheidung zu ersetzen. Fortschritte im Design von Beweissystemen haben nun den Kompromiss verändert, der ursprünglich Poseidon begünstigte. Laut Drake können etablierte Funktionen wie SHA-2 und BLAKE2s ihre Leistung erreichen, wenn sie mit SNARKs kombiniert werden, die auf binärer Berechnung basieren.
„Im Nachhinein war der Schlüssel nicht SNARK-freundliche Hashes, sondern hash-freundliche SNARKs.“
Technologische Fortschritte
Binäre Felder ermöglichen es Beweissystemen, die Boolesche Logik, die von Standard-Hash-Funktionen verwendet wird, natürlicher zu verarbeiten. Frühere SNARK-Designs basierten oft auf großen Primzahlenfeldern, in denen bitbasierte Operationen wie XOR kostspielig darzustellen sein konnten. Die Arbeit über die kleinste Primzahl, zwei, ermöglicht es binären Feldsystemen, ihre Berechnungen mit den Nullen und Einsen abzugleichen, die in der konventionellen Informatik verwendet werden. Drake sagte, dass die resultierenden Designs etwa 1 Million traditionelle Hash-Aufrufe pro Sekunde auf einem Laptop nachweisen können, mit einem Overhead von etwa 100 Mal im Vergleich zur nativen CPU-Ausführung. Forschungsprojekte wie Binius und Flock trugen laut dem Post zu den Leistungssteigerungen bei.
SNARK.fast und zukünftige Entwicklungen
Drake verwies auch auf SNARK.fast, ein offenes automatisiertes Forschungsprojekt, das künstliche Intelligenz nutzt, um den Nachweiscode zu verbessern. Sein stärkstes Ergebnis erreichte 1,8 Millionen BLAKE3-Kompressionen pro Sekunde, was eine Verbesserung von 255 % gegenüber dem ursprünglichen Benchmark darstellt. Die Verwendung etablierter Hashes könnte die Abhängigkeit von Ethereum von spezialisierten kryptografischen Funktionen verringern, die jahrelange separate Analysen erfordern.
Post-Quanten Sicherheitsprogramm
Die Entscheidung ändert auch die Beziehung zwischen den Hash-Funktionen von Ethereum und seiner Beweis-Infrastruktur. Anstatt einen neuen Hash um die Grenzen eines SNARK zu entwerfen, können Forscher den SNARK um Hash-Funktionen herum aufbauen, die bereits lange Sicherheitsaufzeichnungen haben. Drake verband die Entscheidung mit dem post-quanten Sicherheitsprogramm von Ethereum, das das Protokoll auf Computer vorbereitet, die in der Lage sind, elliptische Kurvenkryptographie zu brechen.
Fazit
Drake sagte, dass hash-basierte SNARKs eine beliebige Anzahl von post-quanten Signaturen in einen kompakten Beweis komprimieren könnten, der für die Aufnahme in einen Block geeignet ist. Das post-quanten Team der Ethereum Foundation arbeitet an der Infrastruktur von binären Feldern als Teil von leanVM, einer minimalen Zero-Knowledge-virtuellen Maschine, die dazu gedacht ist, kryptographische Beweise zu verifizieren und zu aggregieren. Drake sagte, dass der aktuelle Zeitplan eine produktionsreife leanVM für 2027 vorsieht. Bereitstellungen, die die Konsens-, Daten- und Ausführungsschichten von Ethereum betreffen, sind für 2028 geplant, obwohl jede Protokolländerung weiterhin Implementierung, Tests und Zustimmung unter den unabhängigen Entwicklungsteams von Ethereum erfordert.
