De Ethereum Foundation publiceert een routekaart voor kwantumbeveiliging met vier geplande hard forks.

Het Ethereum Stichting heeft gepubliceerde een gestructureerde roadmap Om het netwerk te beschermen tegen bedreigingen van kwantumcomputers, worden vier geplande hard forks en een reeks protocolwijzigingen beschreven die elke laag van het netwerk zullen beïnvloeden. Ethereum stapelen. De stichting verwacht de kern De herziening moet in 2029 voltooid zijn, hoewel de volledige migratie naar het bredere ecosysteem naar verwachting nog enkele jaren daarna zal duren.

Waarom bereidt Ethereum zich nu voor op kwantumdreigingen?

Kwantumcomputers die in staat zijn de cryptografische systemen te kraken die blockchainnetwerken beveiligen, zullen volgens de meeste ontwikkelaars pas over acht tot twaalf jaar beschikbaar zijn. Ondanks die tijdlijn heeft de Ethereum Foundation duidelijk gemaakt waarom er nu al aan gewerkt moet worden.

Het migreren van een gedecentraliseerd wereldwijd protocol is geen snel proces. Het vergt jaren van onderzoek, engineering, formele verificatie en coördinatie tussen teams op elk niveau van een systeem dat miljarden dollars aan waarde beheert. De stichting heeft dit geformuleerd als een technisch probleem met concrete deadlines, in plaats van een ver-van-mijn-bed-show.

Het onderzoek naar post-kwantumcryptografie bij de Ethereum Foundation is al meer dan acht jaar aan de gang, met teams die zich richten op cryptografie, protocolarchitectuur en coördinatie. De recent gepubliceerde roadmap markeert een verschuiving van die verspreide, verkennende onderzoeksfase naar een gestructureerd en openbaar toegankelijk plan met specifieke fork-doelen.

Het kernprobleem met kwantumcomputing en blockchains

Cryptografie met publieke sleutels vormt de basis van digitaal eigendom, authenticatie en consensus op alle belangrijke blockchainnetwerken, waaronder Ethereum. Simpel gezegd is het het systeem dat bewijst dat je eigenaar bent van je digitale portemonnee en je transacties autoriseert. Er wordt algemeen verwacht dat kwantumcomputers, zodra ze krachtig genoeg zijn, dit systeem kunnen kraken door de wiskundige problemen op te lossen die het momenteel beveiligen.

Voor Ethereum strekt die dreiging zich uit over drie verschillende lagen van het protocol, die elk een eigen migratiestrategie vereisen.

Wat zijn de vier harde forks in de kwantumroadmap van Ethereum?

Het onderzoeksteam van de Ethereum Foundation heeft vier specifieke protocolupgrades voorgesteld, die elk gericht zijn op een ander aspect van kwantumbestendigheid. Een hard fork is, voor degenen die minder bekend zijn met de term, een permanente wijziging van de regels van een blockchain die vereist dat alle deelnemers upgraden om compatibel te blijven met het netwerk.

De vier geplande upgrades zijn:

• Fork I zal netwerkvalidators een kwantumveilige publieke sleutel geven die snel geactiveerd kan worden als er eerder dan verwacht een krachtige kwantumcomputer verschijnt.
• Fork J zal de gaskosten verlagen die gepaard gaan met het verifiëren van veilige post-kwantumhandtekeningen, waardoor de nieuwe cryptografische methoden praktischer worden om op grote schaal te gebruiken.
• Fork L zal het vermogen van het netwerk om de blockchainstatus weer te geven in zero-knowledge proofs comprimeren, waardoor de efficiëntie onder de nieuwe cryptografische standaarden wordt verbeterd.
• Vork M zal kwantumbeveiliging uitbreiden naar de layer-2-netwerken van Ethereum, die het grootste deel van de gebruikersgerichte activiteit binnen het ecosysteem verwerken.

Ontwikkelaars overwegen de eerste twee forks, Fork I en Fork J, op te nemen in de aankomende hard fork van Hegota, die naar verwachting dit jaar zal worden uitgerold.

Welke gevolgen zal de overgang hebben voor elke laag van het Ethereum-protocol?

De migratie zal alle drie de kernprotocollagen betreffen, elk met een eigen technische aanpak en tijdschema.

Ontdek veelbelovende projecten...

Veelbelovende projecten...

(Advertentie)

Artikel gaat verder...

Op uitvoeringsniveau ligt de focus op het mogelijk maken voor gebruikers om over te stappen op kwantumveilige authenticatie door middel van accountabstractie. Accountabstractie is een mechanisme waarmee wallets kunnen werken volgens programmeerbare regels in plaats van vaste cryptografische aannames. Dit betekent dat gebruikers kunnen overstappen op nieuwe ondertekeningsschema's zonder een gedwongen, gelijktijdige netwerkbrede upgrade.

Op het consensusniveau is de uitdaging complexer. Ethereum gebruikt momenteel BLS-handtekeningen voor de authenticatie van validators. BLS is een handtekeningschema dat gewaardeerd wordt om zijn vermogen om duizenden individuele validatorhandtekeningen samen te voegen tot één compact bewijs, wat cruciaal is voor een netwerk met honderdduizenden actieve validators. 

Post-kwantumalternatieven, met name hacheeOp SNARK gebaseerde handtekeningen die gebruikmaken van een schema genaamd leanXMSS, hebben niet dezelfde inherente aggregatie-eigenschappen. Om dit te compenseren, ontwikkelen Ethereum-onderzoekers een op SNARK gebaseerde aggregatiemethode met behulp van een minimale zero-knowledge virtuele machine genaamd leanVM.

Op de datalaag omvat de migratie ook het beveiligen van de manier waarop het netwerk omgaat met BLOB-objecten. Dit zijn grote datapakketten die worden gebruikt om de beschikbaarheid van data op laag 2 te garanderen. De Dencun-upgrade in 2024 introduceerde de verwerking van BLOB's om de kosten op laag 2 aanzienlijk te verlagen. Het waarborgen van post-quantumbeveiliging van de infrastructuur is een noodzakelijk onderdeel van de bredere transitie.

De schaalbaarheidsuitdaging in post-kwantumcryptografie

Een terugkerend technisch probleem met cryptografische schema's van na de kwantumtechnologie is dat ze doorgaans aanzienlijk grotere handtekeningen genereren en meer rekenkracht vereisen dan de methoden die ze vervangen. Dit staat haaks op Ethereums voortdurende streven naar lage transactiekosten en een hoge transactiedoorvoer.

De ontwikkeling van op zero-knowledge proofs gebaseerde aggregatietechnieken is het belangrijkste instrument dat Ethereum-onderzoekers gebruiken om deze afweging te beheersen. Het doel is om de toegenomen cryptografische overhead op te vangen zonder evenredige kostenstijgingen door te berekenen aan gebruikers of validators.

Het overkoepelende principe dat de overgang stuurt, is wat onderzoekers "cryptografische flexibiliteit" noemen. Dit verwijst naar het ontwerpen van het protocol zodanig dat de belangrijkste cryptografische bouwstenen in de loop der tijd kunnen worden vervangen zonder dat een ingrijpende, allesomvattende netwerkvernieuwing nodig is.

Waar past de Quantum Roadmap in de bredere upgrade-agenda van Ethereum?

De routekaart voor kwantumtechnologie verschijnt in een periode waarin de focus opnieuw ligt op de technische kernrichting van Ethereum. Eerder dit jaar kondigde medeoprichter Vitalik Buterin aan... publiekelijk uitgedaagd De aanname dat de groei van het layer-2-netwerk automatisch gelijkstond aan de schaalvergroting van Ethereum zelf, leidde tot een bredere discussie over hoe de architectuur van het netwerk er op de lange termijn daadwerkelijk uit zou moeten zien.

De focus op het post-kwantumtijdperk is een direct onderdeel van die herziene routekaart. Buterin omschreef het post-kwantumplanningsdocument van de stichting als "zeer belangrijk" en heeft afzonderlijk voorstellen gepubliceerd over encryptiealgoritmen en methoden voor transactieverificatie die op dezelfde dreiging gericht zijn. Waar eerdere upgradecycli prioriteit gaven aan gebruikerservaring en kostenbesparing, voegt de huidige fase de cryptografische duurzaamheid op lange termijn toe als een primaire ontwerpeis.

Informatiebronnen

1. Ethereum Foundation op XBericht geplaatst op 24 maart

2. Post Quantum Ethereum website: Algemene informatie

3. Rapport van CoinDeskEthereum staat voor een cruciaal moment in een evenwichtsoefening met hoge inzet, waarbij schaalbaarheid, kwantum en AI de druk neemt toe

4. Verslag van DL NewsEthereum Layer 2 heroverwegen? Vitalik Buterin presenteert nieuwe routekaart te midden van koersdaling.