Vigtige indsigter:
- Vitalik Buterin kortlagde fire kvantumrisici.
- Ethereum kan erstatte BLS og KZG.
- Rekursiv STARK-aggregering har til formål at reducere omkostningerne.
Ethereums medstifter Vitalik Buterin offentliggjorde den 26. februar en køreplan for kvantemodstand, der skitserer rettelser til fire sårbare komponenter i netværket. Han sagde, at konsensussignaturer, datatilgængelighed, eksternt ejede konti og nul-viden-bevis stod over for en langsigtet kvante-risiko.
Forslaget indeholder en faseopdelt plan for at hærde Ethereum, før der kommer store kvantemaskiner.
Kvantecomputere har bevæget sig fra teori til anvendt forskning, hvilket rejser spørgsmål om kryptografisk holdbarhed. Ethereum er afhængig af elliptisk kurve- og parringsbaseret kryptografi, som nuværende maskiner ikke kan bryde.
Buterin argumenterede dog for, at forberedelserne skal begynde tidligt, fordi protokolændringer kræver koordinering, testning og netværksopgraderinger på tværs af validatorer og udviklere.
Konsensus-signaturer Face Hash Function Shift
Vitalik Buterin skrev på X, at Ethereums konsensuslag i øjeblikket afhænger af Boneh-Lynn-Shacham-signaturer, som kvantealgoritmer kan svække. Han foreslog at erstatte dem med hash-baserede signaturer under et “Lean”-konsensusdesign.
Den model ville samle signaturer ved hjælp af STARK-bevis for at bevare effektiviteten og samtidig eliminere parringsbaseret kryptografi.
Ethereum-medstifteren advarede om, at valget af den næste hashfunktion havde langsigtede konsekvenser. Konventionel hashing kunne ikke opfylde Ethereums mål for gennemstrømning.
Poseidon2 blev for nylig udsat for akademisk granskning, mens Poseidon1 undgik disse bekymringer, men fungerede langsommere. Han foreslog også BLAKE3 som et alternativ med rødder i konventionel kryptografi.
Skiftet ville reducere afhængigheden af algebraiske konstruktioner, der er sårbare over for Shors algoritme. Men det ville kræve koordinerede klientopgraderinger og omhyggelig planlægning af bagudkompatibilitet. Før Lean er helt færdig, foreslog han et midlertidigt skridt med færre signaturer pr. slot for at lette implementeringspresset.
Afvejning af datatilgængelighed og kontosikkerhed
Buterin forklarede, at Ethereum i øjeblikket bruger Kate-Zaverucha-Goldberg-forpligtelser til verifikation af blob-data. Den struktur muliggør sletningskodning og todimensionel prøvetagning af datatilgængelighed. Han sagde, at det var teknisk muligt at erstatte den med STARK-baserede beviser, men at det ville kræve en betydelig teknisk indsats.
KZG tilbød linearitetsegenskaber, der forenklede validering af distribuerede blobs. STARK-systemerne manglede den funktion, hvilket komplicerede skaleringsmodeller som todimensionel sampling. Ethereums køreplan lænede sig derfor mod at maksimere endimensionel sampling i stedet for aggressivt at udvide gennemstrømningen.
Med hensyn til brugerkonti pegede Buterin på ECDSA-signaturer (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) som en anden potentiel eksponering. Han gik ind for at tilføje indbygget konto-abstraktion, så konti kunne anvende kvante-resistente algoritmer. Hash-baserede signaturer kræver ca. 200.000 gas til verifikation ifølge de nuværende estimater, hvilket er langt over dagens omkostninger.
Gitterbaserede signaturer var stadig endnu tungere at beregne. Han henviste dog til arbejdet med vektoriserede matematiske forkompileringer, der kunne reducere gasforbruget betydeligt. Den langsigtede afhjælpning involverede rekursiv aggregering i protokollaget, hvilket gjorde det muligt at komprimere signaturverifikation til et enkelt bevis.
Rekursiv bevisaggregering som kernestrategi
Buterin skrev på Ethereum Research, at kvanteresistente beviser var langt dyrere end de nuværende kortfattede, ikke-interaktive vidensargumenter med nul viden. En typisk SNARK-verifikation bruger mellem 300.000 og 500.000 gas, mens en STARK-verifikation kan nå op på 10 millioner gas. Denne omkostningsprofil gjorde direkte substitution upraktisk for privatlivsprotokoller og lag to-systemer.
Hans løsningsforslag var centreret om valideringsrammer, der blev introduceret i Ethereum Improvement Proposal 8141. Transaktioner ville udføre signaturtjek inden for isolerede rammer, som eksterne kontrakter ikke kunne få adgang til. Blokbyggere eller netværksdeltagere kunne derefter erstatte disse rammer med en rekursiv STARK, der verificerer alle operationer kollektivt.
I stedet for at verificere hvert bevis individuelt i kæden, ville et enkelt samlet bevis validere tusindvis på samme tid. Han foreslog, at noder kunne generere beviser i mempool-laget med faste intervaller, hvilket ville reducere båndbreddeoverhead og forhindre oppustede blokke. Dette design havde til formål at flytte tunge beregninger ud af kæden og samtidig bevare den deterministiske verifikation.
Ethereum Foundation-forsker Justin Drake introducerede tidligere “Lean Ethereum” i august 2025 som en ramme for kvantesikkerhed. Buterins køreplan var på linje med den retning, men udvidede den til at omfatte konti og bevisførelse i applikationslag. Forslaget bandt derfor ændringer i konsensus, data og udførelse sammen til én koordineret sikkerhedsovergang.
Ethereums køreplan henviste også til det igangværende “Strawmap”-arbejde, der er rettet mod kortere slottider og reducerede forsinkelser i finaliteten. Buterin sagde, at han forventede progressive reduktioner i bekræftelsesforsinkelsen sammen med kryptografiske opgraderinger. Denne kobling indikerede, at udvikling af ydeevne og sikkerhed ville foregå parallelt snarere end sekventielt.
Det umiddelbare næste skridt handler om at vælge en hashfunktion og implementere tidlig kontoabstraktion. Udviklere vil sandsynligvis diskutere kompromiser i kommende diskussioner om Ethereum Improvement Proposal. Køreplanen tildelte ikke en fast aktiveringsdato, men eksperimenter med protokollag kan dukke op i løbet af den næste opgraderingscyklus.