الرؤى الرئيسية:
- حدد فيتاليك بوتيرين أربعة مخاطر كمية.
- قد تحل الإيثيريوم محل BLS وKZG.
- يهدف تجميع STARK التكراري إلى خفض التكاليف.
نشر فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإيثيريوم خارطة طريق لمقاومة الكم في 26 فبراير، حيث حدد إصلاحات لأربعة مكونات ضعيفة في الشبكة. وقال إن تواقيع الإجماع، وتوافر البيانات، والحسابات المملوكة خارجيًا، وإثباتات المعرفة الصفرية تواجه مخاطر كمومية طويلة الأجل.
وضع الاقتراح خطة مرحلية لتقوية الإيثيريوم قبل ظهور آلات كمومية واسعة النطاق.
انتقلت الحوسبة الكمية من النظرية إلى البحث التطبيقي، مما أثار تساؤلات حول متانة التشفير. يعتمد الإيثيريوم على التشفير القائم على المنحنى الإهليلجي والتشفير القائم على الاقتران الذي لا تستطيع الآلات الحالية كسره.
ومع ذلك، جادل بوتيرين بأن التحضير يجب أن يبدأ مبكرًا لأن تغييرات البروتوكول تتطلب التنسيق والاختبار وتحديثات الشبكة بين المدققين والمطورين.
التواقيع التوافقية تواجه تحوّل دالة التجزئة
كتب فيتاليك بوتيرين على X أن طبقة إجماع الإيثيريوم تعتمد حاليًا على توقيعات بونيه-لين-شاكام، والتي يمكن أن تضعفها الخوارزميات الكمومية. واقترح استبدالها بتواقيع قائمة على التجزئة في إطار تصميم إجماع “لين”.
ومن شأن هذا النموذج تجميع التواقيع باستخدام براهين STARK للحفاظ على الكفاءة مع التخلص من التشفير القائم على الاقتران”.
حذر أحد مؤسسي الإيثيريوم من أن اختيار دالة التجزئة التالية يحمل عواقب طويلة الأجل. فقد فشلت التجزئة التقليدية في تحقيق أهداف الإيثيريوم من حيث الإنتاجية.
واجهت بوسيدون2 تدقيقًا أكاديميًا مؤخرًا، في حين تجنب بوسيدون1 تلك المخاوف ولكنه يعمل ببطء أكثر. كما طرح أيضًا BLAKE3 كبديل متجذر في التشفير التقليدي.
سيقلل التحول من الاعتماد على التركيبات الجبرية المعرضة لخوارزمية شور. إلا أنه سيتطلب ترقيات منسقة للعميل وتخطيطًا دقيقًا للتوافق مع الإصدارات السابقة. قبل اكتمال اللين الكامل، اقترح خطوة مؤقتة مع عدد أقل من التوقيعات لكل فتحة لتخفيف ضغط التنفيذ.
إتاحة البيانات ومقايضات أمان الحساب
أوضح بوتيرين أن الإيثيريوم تستخدم حاليًا التزامات كيت-زافيروتشا-غولدبرغ للتحقق من بيانات النقطة. وقد مكّن هذا الهيكل من ترميز المحو وأخذ عينات ثنائية الأبعاد لتوافر البيانات. وقال إن استبدالها بالبراهين القائمة على STARK ممكن من الناحية التقنية ولكنه سيتطلب جهدًا هندسيًا كبيرًا.
قدمت KZG خصائص الخطية التي سهلت التحقق من صحة النقط الموزعة. افتقرت أنظمة STARK إلى هذه الميزة، مما أدى إلى تعقيد نماذج القياس مثل أخذ العينات ثنائية الأبعاد. وبالتالي، اتجهت خارطة طريق إيثريوم نحو تعظيم أخذ العينات أحادية البعد بدلاً من توسيع الإنتاجية بقوة.
وفيما يتعلق بحسابات المستخدمين، أشار بوتيرين إلى توقيعات خوارزمية التوقيع الرقمي للمنحنى الإليبتّي (ECDSA) باعتبارها تعريضًا محتملاً آخر. ودعا إلى إضافة تجريد الحساب الأصلي حتى تتمكن الحسابات من اعتماد خوارزميات مقاومة للكم. تتطلب التواقيع القائمة على التجزئة ما يقرب من 200,000 غاز للتحقق من صحة التواقيع وفقاً للتقديرات الحالية، وهو ما يفوق بكثير تكاليف اليوم.
ظلت التوقيعات القائمة على الشبكة أثقل من الناحية الحسابية. ومع ذلك، فقد أشار إلى العمل على التجميع المسبق للرياضيات المتجهة الذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الغاز. وتضمن التخفيف على المدى الطويل التجميع التكراري في طبقة البروتوكول، مما يتيح ضغط التحقق من التوقيعات في إثبات واحد.
تجميع الإثبات التكراري كاستراتيجية أساسية
كتب بوتيرين على إيثيريوم ريسيرتش أن البراهين المقاومة للكم كانت أكثر تكلفة بكثير من البراهين الحالية غير التفاعلية الموجزة غير التفاعلية للمعرفة. يستهلك التحقق النموذجي من SNARK ما بين 300,000 و500,000 غاز، في حين أن التحقق من STARK قد يصل إلى 10 ملايين غاز. هذا الملف الشخصي للتكلفة جعل الاستبدال المباشر غير عملي لبروتوكولات الخصوصية وأنظمة الطبقة الثانية.
تركز الحل الذي اقترحه على أطر التحقق من الصحة التي تم تقديمها في مقترح تحسين الإيثيريوم 8141. ستنفذ المعاملات عمليات التحقق من التوقيع داخل إطارات معزولة لا يمكن للعقود الخارجية الوصول إليها. يمكن لمنشئي الكتل أو المشاركين في الشبكة بعد ذلك استبدال تلك الإطارات بـ STARK العودية، والتحقق من جميع العمليات بشكل جماعي.
بدلاً من التحقق من صحة كل برهان على حدة على السلسلة، يمكن لإثبات واحد مجمّع أن يتحقق من صحة الآلاف في وقت واحد. واقترح أن العقد يمكن أن تولد البراهين في طبقة ميمبوول على فترات زمنية ثابتة، مما يقلل من حمل النطاق الترددي الزائد ويمنع الكتل المتضخمة. يهدف هذا التصميم إلى نقل العمليات الحسابية الثقيلة خارج السلسلة مع الحفاظ على التحقق الحتمي.
قدم الباحث في مؤسسة الإيثيريوم جاستن دريك سابقًا “Lean Ethereum” في أغسطس 2025 كإطار عمل للأمن الكمي. تتماشى خارطة طريق بوتيرين مع هذا الاتجاه، ولكنها وسعتها لتشمل الحسابات وإثباتات طبقة التطبيقات. وبالتالي، فإن الاقتراح ربط بين الإجماع والبيانات وتغييرات التنفيذ في انتقال أمني واحد منسق.
كما أشارت خارطة طريق الإيثيريوم أيضًا إلى عمل “خارطة الطريق” المستمر الذي يستهدف تقليل زمن الفتحات وتقليل التأخير في النهاية. وقال بوتيرين إنه يتوقع تخفيضات تدريجية في زمن التأخير في التأكيد إلى جانب ترقيات التشفير. أشار هذا الربط إلى أن تطوير الأداء والأمان سيستمر بالتوازي وليس بالتتابع.
تتمحور الخطوة التالية المباشرة حول اختيار دالة تجزئة ونشر تجريد الحساب المبكر. من المرجح أن يناقش المطورون المفاضلات في المناقشات القادمة لمقترح تحسين الإيثيريوم. لم تحدد خارطة الطريق تاريخًا ثابتًا للتفعيل، ولكن قد تظهر تجارب طبقة البروتوكول خلال دورة الترقية التالية.
