Vitalik Buterin präsentiert umfassende Roadmap zur Quantenresistenz von Ethereum
Der Mitbegründer von Ethereum, Vitalik Buterin, hat eine Roadmap zur Quantenresistenz für das Ethereum-Ökosystem vorgestellt. Dies folgt auf die Erkenntnis, dass die Vorbereitung auf die Post-Quanten-Ära in mehreren Entwicklungsbereichen von entscheidender Bedeutung ist.
Upgrades zur Quanten-Sicherheit
In einem Beitrag auf sozialen Medien skizzierte Buterin spezifische Teile des Netzwerks, die durch Fortschritte im Quantencomputing anfällig werden könnten. Dazu gehören BLS-Signaturen auf der Konsensschicht, Datenverfügbarkeitssysteme, die KZG-Verpflichtungen und -Beweise nutzen, extern verwaltete Kontosignaturen basierend auf ECDSA sowie Zero-Knowledge-Beweise auf Anwendungsebene wie KZG oder Groth16.
Buterin schlug technische Ansätze vor, um diese Risikobereiche im Rahmen einer Roadmap zur Quantenresistenz anzugehen. Beispielsweise empfahl er, die Sicherheit der Konsensschicht zu stärken, indem BLS-Signaturen durch hashbasierte Optionen wie Winternitz-Varianten ersetzt werden, während STARK-basierte Aggregation eine schnelle Verifizierung ermöglicht.
Er erklärte, dass der Übergang zu einem schlankeren Konsens und Finalität die Anzahl der erforderlichen Signaturen pro Slot reduzieren könnte, was möglicherweise die Notwendigkeit der Aggregation in frühen Stadien eliminiert.
Im Rahmen dieses Prozesses müsste das Netzwerk auch eine langfristige Hashing-Methode wählen, um in Zukunft starke und zuverlässige Sicherheit zu gewährleisten.
Der Ethereum-Entwickler schlug zudem vor, die Art und Weise zu ändern, wie das Protokoll Daten im System speichert und teilt, indem eine neue Methode eingeführt wird, die die langfristige Sicherheit verbessern soll. Er merkte jedoch an, dass diese Anpassung zusätzliche technische Arbeiten erfordern würde, um größere Verifizierungsprozesse zu bewältigen.
Anpassungen auf Protokollebene
Für extern verwaltete Konten möchte Buterin durch EIP-8141 eine native Kontoabstraktion einführen. Diese Änderung würde es ermöglichen, mehrere Signaturmethoden zu unterstützen, einschließlich solcher, die gegen Quantenbedrohungen resistent sind.
Die derzeitige ECDSA-Signaturverifizierung kostet etwa 3000 Gas, während quantenresistente Alternativen weitaus ressourcenintensiver sind und etwa 200.000 Gas erfordern könnten. Trotz der hohen Kosten glaubt Buterin, dass laufende Verbesserungen sie effizienter machen werden.
Zusätzlich plant das Protokoll, langfristig Aggregationstechniken zu verwenden, die viele Signaturen in einem einzigen Verifizierungsschritt kombinieren, um die Gesamtbelastung des Netzwerks zu reduzieren.
Die Roadmap diskutiert auch Beweissysteme, die eine Rolle bei der Validierung von Transaktionen und Anwendungen auf Ethereum spielen. Während bestehende ZK-SNARK-Verifizierungen relativ effizient sind, sind quantenresistente STARK-Beweise mit deutlich höheren Kosten verbunden.
Um dies zu adressieren, skizzierte Buterin eine Lösung unter EIP-8141, die es ermöglichen würde, mehrere Transaktionsprüfungen zu bündeln und durch einen einzigen Beweis zu verifizieren, bevor sie die Blockchain erreichen, was die On-Chain-Berechnung reduziert und die Skalierbarkeit verbessert.
Letzten Monat kündigte die Ethereum Foundation an, dass die nächste Phase des Ökosystems darauf abzielt, die Netzwerkkapazität zu erweitern und gleichzeitig langfristige Sicherheit und Widerstandsfähigkeit zu gewährleisten.
