Vitalik Buterin proponuje nowy sposób obsługi kryptografii w Ethereum

ETH
podpisy odporne na ataki kwantoweAktualizacja protokołuVitalik Buterinkryptografiadowody STARKEthereumEIP-8288
2 godzin temuŹródło: crypto.news
Vitalik Buterin proponuje nowy sposób obsługi kryptografii w Ethereum

Współzałożyciel Ethereum, Vitalik Buterin, poparł EIP-8288 jako proponowany sposób wspierania złożonej kryptografii bez wielokrotnego dodawania nowych funkcji weryfikacyjnych do Ethereum, argumentując, że większość ciężkiej pracy kryptograficznej powinna odbywać się poza głównym procesem wykonawczym sieci.

Podsumowanie

  • Vitalik Buterin chce, aby Ethereum weryfikowało złożoną kryptografię za pomocą zagregowanych dowodów zamiast powtarzanych aktualizacji protokołu.
  • EIP-8288 proponuje łączenie podpisów kryptograficznych i dowodów STARK, zanim walidatorzy Ethereum efektywnie zweryfikują ich zbiorczą ważność.
  • Propozycja mogłaby wspierać podpisy portfeli odporne na ataki kwantowe bez konieczności tworzenia oddzielnych prekompilacji Ethereum dla każdego typu podpisu.
  • Deweloperzy Ethereum nie zatwierdzili EIP-8288, który pozostaje projektem wymagającym dalszej implementacji i konsensusu sieci.
  • Proponowany system utrzymywałby duże dowody poza danymi bloku, zachowując jednocześnie zobowiązania transakcyjne do weryfikacji.

W serii postów na X z 19 października Buterin argumentował, że istniejąca maszyna wirtualna Ethereum i wyspecjalizowane funkcje kryptograficzne nie nadają się do wspierania każdego nowego systemu podpisów lub dowodów. Zamiast tego opowiedział się za projektem, który pozwoliłby użytkownikom generować dowody lokalnie i przesyłać je za pośrednictwem mechanizmu agregacji.

Propozycja, EIP-8288, pozwoliłaby Ethereum weryfikować, że operacje kryptograficzne zostały wykonane poprawnie, bez umieszczania każdego oryginalnego podpisu lub dowodu w bloku.

Vitalik Buterin opisał to podejście jako część swojej wizji Ethereum jako kryptograficznego komputera światowego, w którym znaczne obliczenia mogą odbywać się poza blockchainem, podczas gdy ich wyniki pozostają weryfikowalne.

Specyfikacja pozostaje projektem i nie otrzymała zatwierdzenia do wdrożenia w głównej sieci Ethereum.

Vitalik Buterin chce mniej pracy kryptograficznej wewnątrz Ethereum

Najnowsze komentarze Vitalika Buterina koncentrują się na tym, jak Ethereum obsługuje operacje kryptograficzne wymagające dużych ilości obliczeń lub danych.

Obecnie deweloperzy mogą używać Maszyny Wirtualnej Ethereum, czyli EVM, do uruchamiania inteligentnych kontraktów, które weryfikują określone twierdzenia kryptograficzne.

Ethereum zapewnia prekompilacje, czyli wbudowane funkcje, które wykonują określone obliczenia wydajniej niż zwykły kod inteligentnego kontraktu.

Te funkcje mogą pomóc deweloperom weryfikować podpisy, skróty i dowody zerowej wiedzy.

Jednak wspieranie dodatkowych metod kryptograficznych bezpośrednio przez prekompilacje może wymagać zmian w protokole Ethereum.

Vitalik Buterin argumentował, że żadne z tych podejść nie powinno stać się domyślnym rozwiązaniem dla każdego nowego systemu kryptograficznego.

Jego obawy koncentrują się na ilości danych, które muszą być zawarte w blokach Ethereum, gdy aplikacje przesyłają duże podpisy lub dowody kryptograficzne do weryfikacji.

W dyskusji z 19 października oszacował, że nawet przy ulepszeniach takich jak PeerDAS i blocks-in-blobs sieć napotkałaby praktyczne ograniczenia około 8 megabajtów na sekundę, zanim dodatkowe dane stałyby się trudne do obsłużenia.

Szacunek ten stanowi ocenę przyszłych ograniczeń inżynieryjnych dokonaną przez Buterina, a nie obecnie zmierzoną przepustowość transakcji Ethereum.

Opisał Ethereum jako kryptograficzny komputer światowy, w którym blockchain powinien obsługiwać tylko informacje wymagające wspólnego wykonania i weryfikacji.

Idea ta jest spójna z jego wcześniejszą pracą nad zmniejszeniem ilości obliczeń, które każdy walidator Ethereum musi niezależnie wykonywać.

We wrześniu crypto.news omawiał jego wizję kryptograficznego komputera, która opisywała proponowane przez Ethereum przejście w kierunku weryfikacji opartej na dowodach, prywatności i bardziej wydajnego przetwarzania danych.

Jego październikowe komentarze koncentrowały się na konkretnej propozycji umożliwienia działania tego podejścia w różnych systemach kryptograficznych.

EIP-8288 łączyłby dowody, zanim dotrą one do Ethereum

Proponowany mechanizm jest opisany w EIP-8288, zatytułowanym In-mempool signature and proof aggregation.

Buterin i badacz Ethereum Thomas Coratger stworzyli tę propozycję 3 czerwca 2026 roku.

Zgodnie z oficjalną specyfikacją system pozwoliłby transakcjom deklarować, które twierdzenia kryptograficzne muszą zostać zweryfikowane, bez umieszczania całego oryginalnego materiału dowodowego w końcowym bloku.

Te deklaracje wskazywałyby schemat weryfikacji, hash reprezentujący odpowiednie dane oraz hash powiązany z kluczem weryfikacyjnym.

Sieć używałaby tych referencji do łączenia transakcji z dowodami, że wymagane operacje zostały wykonane poprawnie.

Użytkownicy generowaliby podpisy lub dowody kryptograficzne poza głównym środowiskiem wykonawczym Ethereum.

Propozycja pozwala na rekurencyjne łączenie tych dowodów, co oznacza, że jeden dowód może potwierdzić ważność kilku mniejszych dowodów.

Zamiast indywidualnie weryfikować każdy oryginalny podpis i STARK, Ethereum weryfikowałoby zagregowany dowód obejmujący odpowiednie zależności transakcyjne.

STARK to dowód kryptograficzny, który pozwala komuś wykazać, że obliczenie zostało wykonane poprawnie, bez wymagania, aby każdy weryfikator powtarzał całe obliczenie.

Proponowany system agregacji używałby narzędzi Lean Ethereum do generowania i weryfikacji tych dowodów.

EIP-8288 opisuje nowy tryb ramki transakcji, który deklarowałby zależności kryptograficzne. Propozycja opiera się na EIP-8141, który wprowadza ramy dla transakcji z wieloma krokami wykonania i weryfikacji.

Na poziomie bloku rekurencyjny STARK wykazywałby, że zadeklarowane zależności zostały spełnione.

System nadal rejestrowałby niezbędne informacje o transakcjach i zobowiązania kryptograficzne w Ethereum.

Jednak jego zamierzony projekt pozwalałby uniknąć publikowania oryginalnych dużych podpisów i dowodów jako zwykłych danych wywołania transakcji.

Propozycja nie jest planem usunięcia wszystkich danych transakcyjnych z blockchaina ani umożliwienia aplikacjom działania bez weryfikowalnych zapisów.

Podpisy odporne na kwant są główną częścią propozycji

EIP-8288 obejmuje obsługę podpisów kryptograficznych zaprojektowanych do odpierania ataków ze strony przyszłych komputerów kwantowych.

Ethereum obecnie polega na ugruntowanych systemach podpisów cyfrowych do uwierzytelniania kont i konsensusu blockchaina.

Deweloperzy badają alternatywy, które pozostałyby bezpieczne, gdyby wystarczająco potężne komputery kwantowe stały się dostępne.

Niektóre proponowane podpisy odporne na kwant są znacznie większe niż podpisy używane w konwencjonalnych transakcjach Ethereum.

Zgodnie z EIP-8288 rozważane podpisy oparte na hashu mogą wymagać około 2–3 kilobajtów i szacunkowo 150 000–200 000 gazu do bezpośredniej weryfikacji.

Podpisy oparte na kratach przedstawiają porównywalne wyzwania w dyskusji o kosztach zawartej w propozycji.

Dowody STARK mogą wymagać ponad 128 kilobajtów, a niektóre konfiguracje osiągają około 512 kilobajtów, gdy są zoptymalizowane pod kątem szybkiego generowania dowodów.

Umieszczanie dużych ilości tego materiału bezpośrednio w transakcjach mogłoby tworzyć znaczne koszty danych i wykonania.

Vitalik Buterin argumentował, że użytkownicy powinni móc lokalnie tworzyć preferowane przez siebie podpisy i udowadniać ich ważność poprzez agregację STARK.

Omówił możliwość wykorzystania kryptografii opartej na kratach dla kont i portfeli Ethereum, gdyby odpowiednie założenia bezpieczeństwa zostały ustalone.

Jego oświadczenie z 19 października odnosiło się konkretnie do kryptografii, która mogłaby zostać udowodniona jako bezpieczna przed atakami związanymi z AI. Ten warunek jest odrębny od standardowej definicji odporności na ataki komputerów kwantowych.

Wcześniejsze doniesienia o roadmapie Ethereum opisywały, jak odporność kwantowa i prywatność stały się priorytetami dla przyszłego rozwoju sieci.

Roadmapa obejmuje zmiany w weryfikacji podpisów oraz w systemach kryptograficznych wspierających konsensus Ethereum i dostępność danych.

EIP-8288 adresuje część tych prac, proponując wspólną metodę weryfikacji wielu schematów kryptograficznych.

Agregacja rekurencyjna rozpoczynałaby się przed produkcją bloku

Proponowany proces nie zależy wyłącznie od producenta bloku, który zbiera każdy podpis i generuje jeden końcowy dowód.

EIP-8288 opisuje agregację rekurencyjną rozpoczynającą się w mempoolu Ethereum, gdzie transakcje oczekują przed włączeniem do bloków.

Zgodnie z projektem użytkownicy przesyłaliby transakcje wraz z dowodami kryptograficznymi wymaganymi do ich autoryzacji.

Uczestnicy mempoola mogliby walidować przesłane dowody, łączyć kilka dowodów w jeden i przekazywać powstały pakiet innym uczestnikom.

Specyfikacja opisuje interwał agregacji wynoszący 1000 milisekund dla tego procesu.

Budowniczowie bloków zbieraliby następnie odpowiednie transakcje i zagregowane dowody przed skonstruowaniem bloku Ethereum.

Końcowy rekurencyjny STARK obejmowałby zależności związane z transakcjami wybranymi do włączenia.

Projekt proponuje ograniczenia techniczne mające na celu zapobieżenie przeciążeniu systemu agregacji przez złośliwych użytkowników nadmiernymi wymaganiami dotyczącymi dowodów.

Na przykład jego obecne parametry pozwalają na maksymalnie 16 określonych zależności podpisów i jedną zależność STARK na transakcję.

Specyfikacja odnosi się również do kompatybilności z FOCIL, proponowanym mechanizmem włączania transakcji zaprojektowanym w celu utrudnienia cenzury.

Opublikowana we wrześniu analiza weryfikacji opartej na dowodach w Ethereum badała rozróżnienie między weryfikacją wyniku obliczeń a zapewnieniem, że podstawowe dane pozostają dostępne.

EIP-8288 adresuje weryfikację kryptograficzną, zachowując informacje o transakcjach potrzebne do identyfikacji i walidacji zależności.

Jego projekt wprowadza dodatkową pracę dla uczestników mempoola i budowniczych bloków, którzy musieliby generować, aktualizować i łączyć dowody. Sekcja bezpieczeństwa propozycji wskazuje poprawność obwodów dowodowych, funkcji haszujących i weryfikacji rekurencyjnej jako założenia wymagające starannej oceny.

EIP-8288 pozostaje projektem wymagającym zatwierdzenia przez sieć

Oficjalne repozytorium Ethereum Improvement Proposal klasyfikuje EIP-8288 jako projekt standardu w kategorii core.

Jego wdrożenie zmieniłoby zasady konsensusu Ethereum, ponieważ bloki zawierające proponowany format dowodu rekurencyjnego nie byłyby rozumiane przez węzły uruchamiające oprogramowanie bez aktualizacji.

Specyfikacja wskazuje EIP-2718 i EIP-8141 jako zależności. Kilka szczegółów implementacji pozostaje niekompletnych, w tym parametry związane z zagregowanym kluczem weryfikacyjnym i haszowaniem zależności.

Implementacja referencyjna propozycji jest wymieniona jako mająca nadejść. Deweloperzy Ethereum musieliby ukończyć prace techniczne, przejrzeć założenia bezpieczeństwa i uzgodnić aktywację sieci, zanim projekt mógłby zostać wdrożony. Repozytorium obecnie nie wymienia zatwierdzonej daty aktywacji w mainnecie dla EIP-8288.

Istniejące przypadki testowe propozycji obejmują indywidualną weryfikację podpisów, wiele zależności dowodowych, nieprawidłowe dowody rekurencyjne, agregację w mempoolu i kompatybilność z listami włączania transakcji.

Jej sekcja kompatybilności wstecznej stwierdza, że zwykłe transakcje bez nowych ramek weryfikacji kryptograficznej zachowałyby swoje dotychczasowe zachowanie.

Węzły, które nie implementują nowych zasad, odrzucałyby transakcje wykorzystujące proponowany tryb ramek oraz bloki zawierające nagłówek dowodu rekurencyjnego.

Wniosek wymaga zatem skoordynowanej aktualizacji sieci, zanim jego kryptograficzny system agregacji będzie mógł stać się częścią reguł głównej sieci Ethereum.