Το Ίδρυμα Ethereum δημοσιεύει χάρτη πορείας για την κβαντική ασφάλεια με τέσσερα προγραμματισμένα hard forks

The Ethereum Το Ίδρυμα έχει δημοσιεύθηκε ένα δομημένο οδικός χάρτης για την προστασία του δικτύου από απειλές κβαντικής υπολογιστικής, σκιαγραφώντας τέσσερις προγραμματισμένες σκληρές διακλαδώσεις (hard forks) και μια σειρά αλλαγών σε επίπεδο πρωτοκόλλου που θα επηρεάσουν κάθε επίπεδο της στοίβας Ethereum. Το ίδρυμα αναμένει ότι η βασική αναθεώρηση θα ολοκληρωθεί έως το 2029, αν και η πλήρης μετεγκατάσταση στο ευρύτερο οικοσύστημα αναμένεται να διαρκέσει αρκετά επιπλέον χρόνια μετά από αυτό.

Γιατί το Ethereum προετοιμάζεται τώρα για κβαντικές απειλές;

Οι κβαντικοί υπολογιστές που είναι ικανοί να σπάσουν τα κρυπτογραφικά συστήματα που ασφαλίζουν τα δίκτυα blockchain δεν αναμένεται να υπάρχουν για άλλα οκτώ έως δώδεκα χρόνια, σύμφωνα με τις περισσότερες εκτιμήσεις των προγραμματιστών. Παρά το χρονοδιάγραμμα αυτό, το Ίδρυμα Ethereum έχει ξεκαθαρίσει γιατί οι εργασίες πρέπει να ξεκινήσουν τώρα.

Η μετεγκατάσταση ενός αποκεντρωμένου παγκόσμιου πρωτοκόλλου δεν είναι μια γρήγορη διαδικασία. Περιλαμβάνει χρόνια έρευνας, μηχανικής, επίσημης επαλήθευσης και συντονισμού μεταξύ ομάδων σε κάθε επίπεδο ενός συστήματος που χειρίζεται δισεκατομμύρια δολάρια σε αξία. Το ίδρυμα έχει θέσει αυτό το ζήτημα ως ένα μηχανικό πρόβλημα με συγκεκριμένες προθεσμίες και όχι ως μια μακρινή υποθετική υπόθεση.

Η μετακβαντική κρυπτογραφική έρευνα στο Ίδρυμα Ethereum βρίσκεται σε εξέλιξη εδώ και περισσότερα από οκτώ χρόνια, με τη συμμετοχή ομάδων που επικεντρώνονται στην κρυπτογραφία, την αρχιτεκτονική πρωτοκόλλων και τον συντονισμό. Ο πρόσφατα δημοσιευμένος οδικός χάρτης σηματοδοτεί μια μετατόπιση από αυτή τη διάσπαρτη, διερευνητική φάση έρευνας σε ένα δομημένο και δημόσια προσβάσιμο σχέδιο με συγκεκριμένους στόχους fork.

Το βασικό πρόβλημα με την κβαντική υπολογιστική και τα Blockchains

Η κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού αποτελεί το θεμέλιο της ψηφιακής ιδιοκτησίας, της επαλήθευσης ταυτότητας και της συναίνεσης σε όλα τα μεγάλα δίκτυα blockchain, συμπεριλαμβανομένου του Ethereum. Με απλά λόγια, είναι το σύστημα που αποδεικνύει ότι είστε ο κάτοχος του πορτοφολιού σας και εξουσιοδοτεί τις συναλλαγές σας. Οι κβαντικοί υπολογιστές, όταν είναι αρκετά ισχυροί, αναμένεται ευρέως ότι θα είναι σε θέση να σπάσουν αυτό το σύστημα λύνοντας τα μαθηματικά προβλήματα που το καθιστούν σήμερα ασφαλές.

Για το Ethereum, αυτή η απειλή εκτείνεται σε τρία ξεχωριστά επίπεδα του πρωτοκόλλου του, καθένα από τα οποία απαιτεί τη δική του στρατηγική μετεγκατάστασης.

Ποιες είναι οι τέσσερις σκληρές διακλαδώσεις (hard forks) στον κβαντικό χάρτη πορείας του Ethereum;

Η ερευνητική ομάδα του Ιδρύματος Ethereum έχει προτείνει τέσσερις συγκεκριμένες αναβαθμίσεις πρωτοκόλλου, καθεμία από τις οποίες στοχεύει σε μια διαφορετική πτυχή της κβαντικής ανθεκτικότητας. Ένα hard fork, για όσους δεν είναι τόσο εξοικειωμένοι με τον όρο, είναι μια μόνιμη αλλαγή στους κανόνες ενός blockchain που απαιτεί από όλους τους συμμετέχοντες να αναβαθμίσουν για να παραμείνουν συμβατοί με το δίκτυο.

Οι τέσσερις προγραμματισμένες αναβαθμίσεις είναι:

• Το Fork I θα δώσει στους επικυρωτές δικτύου ένα κβαντικά ασφαλές δημόσιο κλειδί που μπορεί να ενεργοποιηθεί γρήγορα εάν εμφανιστεί ένας ικανός κβαντικός υπολογιστής νωρίτερα από το αναμενόμενο.
• Το Fork J θα μειώσει το κόστος καυσίμων που σχετίζεται με την επαλήθευση ασφαλών μετα-κβαντικών υπογραφών, καθιστώντας τις νέες κρυπτογραφικές μεθόδους πιο πρακτικές στη χρήση σε μεγάλη κλίμακα.
• Το Fork L θα συμπιέσει την ικανότητα του δικτύου να αναπαραστήσει την κατάσταση του blockchain σε αποδείξεις μηδενικής γνώσης, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα σύμφωνα με τα νέα κρυπτογραφικά πρότυπα.
• Το Fork M θα επεκτείνει τις κβαντικές προστασίες στα δίκτυα επιπέδου 2 του Ethereum, τα οποία επεξεργάζονται το μεγαλύτερο μέρος της δραστηριότητας που αντιμετωπίζουν οι χρήστες στο οικοσύστημα.

Οι προγραμματιστές εξετάζουν τα δύο πρώτα πιρούνια, το Fork I και το Fork J, για να συμπεριληφθούν στο επερχόμενο σκληρό πιρούνι Hegota, το οποίο αναμένεται να αναπτυχθεί φέτος.

Πώς θα επηρεάσει η μετάβαση κάθε επίπεδο του πρωτοκόλλου Ethereum;

Η μετεγκατάσταση θα αγγίξει και τα τρία βασικά επίπεδα πρωτοκόλλου, το καθένα με τη δική του τεχνική προσέγγιση και χρονοδιάγραμμα.

Ανακαλύψτε πολλά υποσχόμενα έργα...

Πολλά υποσχόμενα έργα...

(Διαφήμιση)

Το άρθρο συνεχίζεται...

Στο επίπεδο εκτέλεσης, η εστίαση είναι στη δυνατότητα των χρηστών να μεταβούν σε κβαντικά ασφαλή έλεγχο ταυτότητας μέσω αφαίρεσης λογαριασμού. Η αφαίρεση λογαριασμού είναι ένας μηχανισμός που επιτρέπει στα πορτοφόλια να λειτουργούν σύμφωνα με προγραμματιζόμενους κανόνες αντί για σταθερές κρυπτογραφικές υποθέσεις, πράγμα που σημαίνει ότι οι χρήστες μπορούν να μεταβούν σε νέα σχήματα υπογραφής χωρίς μια αναγκαστική, ταυτόχρονη αναβάθμιση σε ολόκληρο το δίκτυο.

Στο επίπεδο συναίνεσης, η πρόκληση είναι πιο περίπλοκη. Το Ethereum χρησιμοποιεί επί του παρόντος υπογραφές BLS για έλεγχο ταυτότητας επικυρωτή. Το BLS είναι ένα σχήμα υπογραφών που εκτιμάται για την ικανότητά του να συγκεντρώνει χιλιάδες μεμονωμένες υπογραφές επικυρωτή σε μία μόνο συμπαγή απόδειξη, η οποία είναι κρίσιμη για ένα δίκτυο με εκατοντάδες χιλιάδες ενεργούς επικυρωτές. 

Οι μετα-κβαντικές εναλλακτικές λύσεις, συγκεκριμένα οι υπογραφές που βασίζονται σε hash και χρησιμοποιούν ένα σχήμα που ονομάζεται leanXMSS, δεν έχουν τις ίδιες εγγενείς ιδιότητες συσσωμάτωσης. Για να αντισταθμίσουν αυτό, οι ερευνητές του Ethereum αναπτύσσουν μια προσέγγιση συσσωμάτωσης που βασίζεται στο SNARK χρησιμοποιώντας μια εικονική μηχανή ελάχιστης μηδενικής γνώσης που ονομάζεται leanVM.

Στο επίπεδο δεδομένων, η μετεγκατάσταση επεκτείνεται στην ασφάλεια του τρόπου με τον οποίο το δίκτυο χειρίζεται τα αντικείμενα BLOB, τα οποία είναι μεγάλα πακέτα δεδομένων που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη της διαθεσιμότητας δεδομένων επιπέδου 2. Η αναβάθμιση Dencun το 2024 εισήγαγε τον χειρισμό BLOB για τη σημαντική μείωση των τελών επιπέδου 2, και η διασφάλιση ότι η υποδομή είναι ασφαλής μετά την κβαντική φάση είναι απαραίτητο μέρος της ευρύτερης μετάβασης.

Η Πρόκληση της Επεκτασιμότητας στην Μετα-Κβαντική Κρυπτογραφία

Ένα σταθερό τεχνικό πρόβλημα με τα μετα-κβαντικά κρυπτογραφικά σχήματα είναι ότι τείνουν να παράγουν σημαντικά μεγαλύτερες υπογραφές και απαιτούν περισσότερους υπολογιστικούς πόρους από τις μεθόδους που αντικαθιστούν. Αυτό δημιουργεί άμεση ένταση με τη συνεχή προσπάθεια του Ethereum να διατηρεί χαμηλές τις χρεώσεις και υψηλή την απόδοση συναλλαγών.

Η ανάπτυξη τεχνικών συσσωμάτωσης που βασίζονται σε αποδείξεις μηδενικής γνώσης είναι το κύριο εργαλείο που χρησιμοποιούν οι ερευνητές του Ethereum για να διαχειριστούν αυτό το συμβιβασμό. Ο στόχος είναι να απορροφηθεί η αυξημένη κρυπτογραφική επιβάρυνση χωρίς να μετακυλιστούν οι ανάλογες αυξήσεις κόστους στους χρήστες ή τους επικυρωτές.

Η ευρύτερη αρχή που καθοδηγεί τη μετάβαση είναι αυτό που οι ερευνητές αποκαλούν «κρυπτογραφική ευελιξία», η οποία αναφέρεται στον σχεδιασμό του πρωτοκόλλου έτσι ώστε τα βασικά κρυπτογραφικά του πρωτόγονα να μπορούν να αντικατασταθούν με την πάροδο του χρόνου χωρίς να απαιτείται μια ανατρεπτική, ολοκληρωμένη αναθεώρηση του δικτύου.

Πού εντάσσεται ο χάρτης πορείας της κβαντικής τεχνολογίας στην ευρύτερη ατζέντα αναβάθμισης του Ethereum;

Ο κβαντικός χάρτης πορείας έρχεται σε μια περίοδο ανανεωμένης εστίασης στην βασική τεχνική κατεύθυνση του Ethereum. Νωρίτερα φέτος, ο συνιδρυτής Vitalik Buterin αμφισβητείται δημόσια η υπόθεση ότι η ανάπτυξη του δικτύου επιπέδου 2 ισοδυναμούσε αυτόματα με την κλιμάκωση του ίδιου του Ethereum, προκαλώντας μια ευρύτερη συζήτηση σχετικά με το πώς θα έπρεπε στην πραγματικότητα να μοιάζει η μακροπρόθεσμη αρχιτεκτονική του δικτύου.

Η μετα-κβαντική ώθηση αποτελεί άμεσο μέρος αυτού του αναπροσανατολισμένου οδικού χάρτη. Ο Buterin περιέγραψε το έγγραφο σχεδιασμού του ιδρύματος για τη μετα-κβαντική περίοδο ως «πολύ σημαντικό» και έχει δημοσιεύσει ξεχωριστά προτάσεις σχετικά με αλγόριθμους κρυπτογράφησης και μεθόδους επαλήθευσης συναλλαγών που στοχεύουν στην ίδια απειλή. Ενώ οι προηγούμενοι κύκλοι αναβάθμισης έδιναν προτεραιότητα στην εμπειρία χρήστη και τη μείωση των τελών, η τρέχουσα φάση προσθέτει τη μακροπρόθεσμη κρυπτογραφική ανθεκτικότητα ως πρωταρχικό περιορισμό σχεδιασμού.

Υποστηρικτικό υλικό

1. Ίδρυμα Ethereum στο X: Δημοσίευση την 24η Μαρτίου

2. Ιστότοπος Post Quantum Ethereum: Γενικές πληροφορίες

3. Αναφορά από το CoinDeskΤο Ethereum αντιμετωπίζει κρίσιμη στιγμή σε μια διαδικασία εξισορρόπησης υψηλών διακυβευμάτων, καθώς αυξάνονται οι πιέσεις από την κλιμάκωση, την κβαντική τεχνολογία και την τεχνητή νοημοσύνη

4. Ρεπορτάζ από το DL NewsΕπανεξέταση του Ethereum Layer 2; Ο Vitalik Buterin παρουσιάζει νέο οδικό χάρτη εν μέσω πτώσης των τιμών