Pengumuman Penting dari Ethereum Foundation
Peneliti dari Ethereum Foundation, Justin Drake, mengumumkan bahwa layer 1 jaringan Ethereum akan meninggalkan Poseidon setelah delapan tahun penelitian dan investasi yang mencapai biaya delapan digit. Ethereum Foundation kini akan beralih ke fungsi hash yang sudah mapan seperti SHA-2 dan BLAKE2s. Dalam sebuah postingan di X pada 13 Agustus, Drake menyatakan bahwa keputusan ini merupakan hasil dari “lubang kelinci delapan tahun dan delapan digit” dalam kriptografi pasca-kuantum. “Selamat tinggal, Poseidon!” tulis Drake, menggambarkan langkah ini sebagai tonggak penting yang membuka jalan bagi keamanan yang lebih tinggi untuk Ethereum dan mengisyaratkan masa depan yang cerah.
Sejarah dan Perkembangan Poseidon
Poseidon diperkenalkan pada tahun 2019 sebagai fungsi hash yang dirancang untuk sistem bukti nol-pengetahuan. Strukturnya memungkinkan pemrosesan yang lebih efisien dalam Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge (SNARKs) dibandingkan dengan fungsi hash tradisional yang berbasis operasi biner. Sejak 2018, Ethereum Foundation telah berinvestasi dalam hash khusus sebagai bagian dari pengembangan teknologi bukti nol-pengetahuan. Poseidon menjadi pilihan umum di berbagai zk-rollups dan zkVMs, termasuk sistem yang mengamankan miliaran dolar dalam aset kripto.
Implikasi Keputusan Terbaru
Pengumuman Drake berfokus pada arsitektur L1 Ethereum di masa depan, bukan penghapusan langsung Poseidon dari aplikasi yang sudah ada. Rollups, mesin virtual, dan proyek lain yang telah menggunakan fungsi tersebut tidak diwajibkan untuk menggantinya berdasarkan keputusan peta jalan ini. Kemajuan dalam desain sistem bukti telah mengubah trade-off yang sebelumnya menguntungkan Poseidon. Menurut Drake, fungsi yang sudah mapan seperti SHA-2 dan BLAKE2s kini dapat menyamai kinerjanya ketika dipasangkan dengan SNARKs yang dirancang untuk komputasi biner. “Dalam retrospeksi, kuncinya bukanlah hash yang ramah SNARK, tetapi SNARK yang ramah hash,” ungkapnya.
Desain SNARK dan Bidang Biner
Bidang biner memungkinkan sistem bukti untuk memproses logika Boolean yang digunakan oleh fungsi hash standar dengan lebih efisien. Desain SNARK sebelumnya sering bergantung pada bidang prima besar, di mana operasi berbasis bit seperti XOR bisa mahal untuk direpresentasikan. Dengan bekerja di atas angka prima terkecil, yaitu dua, sistem bidang biner dapat menyelaraskan perhitungan mereka dengan nol dan satu yang digunakan dalam komputasi konvensional. Drake menyatakan bahwa desain yang dihasilkan dapat membuktikan sekitar 1 juta panggilan hash tradisional per detik di laptop, dengan overhead sekitar 100 kali dibandingkan dengan eksekusi CPU asli. Proyek penelitian seperti Binius dan Flock berkontribusi pada peningkatan kinerja ini.
Proyek Penelitian dan Inovasi
Drake juga menyoroti SNARK.fast, sebuah proyek penelitian otomatis terbuka yang menggunakan kecerdasan buatan untuk meningkatkan kode pembuktian. Hasil terkuatnya mencapai 1,8 juta kompresi BLAKE3 per detik, mewakili peningkatan 255% dibandingkan dengan tolok ukur awal. Dengan menggunakan hash yang sudah mapan, Ethereum dapat mengurangi ketergantungan pada fungsi kriptografi khusus yang memerlukan analisis terpisah selama bertahun-tahun. SHA dan BLAKE telah menerima studi yang luas di luar sistem bukti nol-pengetahuan, meskipun implementasinya di dalam Ethereum masih memerlukan penelitian, audit, dan pengujian.
Keamanan Pasca-Kuantum dan Masa Depan Ethereum
Keputusan ini juga mengubah hubungan antara fungsi hash Ethereum dan infrastruktur buktinya. Alih-alih merancang hash baru di sekitar batas-batas SNARK, para peneliti kini dapat membangun SNARK di sekitar fungsi hash yang sudah memiliki catatan keamanan yang panjang. Drake mengaitkan keputusan ini dengan program keamanan pasca-kuantum Ethereum, yang mempersiapkan protokol untuk menghadapi komputer yang mampu memecahkan kriptografi kurva elips. Ethereum saat ini bergantung pada sistem semacam itu untuk akun pengguna dan bagian dari infrastruktur konsensus dan datanya.
Persiapan dan Implementasi
Seperti yang dilaporkan crypto.news pada bulan Agustus, salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, telah mengangkat isu keamanan kuantum dalam peta jalan Ethereum yang diperbarui. Rencana tersebut juga mencakup privasi asli, verifikasi formal, penskalaan pasca-kuantum, dan kemungkinan penggantian untuk bagian dari Ethereum Virtual Machine. Drake menambahkan bahwa kemajuan terbaru dalam kriptoanalisis yang dibantu AI telah menciptakan tantangan bagi sistem pasca-kuantum yang lebih kompleks.
Dia secara khusus menyebut HAWK, desain tanda tangan berbasis kisi, dan SQIsign, yang bergantung pada kriptografi berbasis isogeny. Menurut penilaiannya, masalah tersebut memperkuat argumen untuk tanda tangan berbasis hash di blockchain.
Agregasi SNARK dan Ukuran Tanda Tangan
Agregasi SNARK menawarkan satu cara untuk mengatasi masalah ukuran. Sebuah sistem bukti dapat memverifikasi banyak tanda tangan berbasis hash dan mengompres hasilnya menjadi satu bukti yang lebih kecil untuk jaringan, daripada memerlukan setiap tanda tangan untuk ditempatkan dan diperiksa secara terpisah. Metode yang sama dapat mendukung pengaturan multisignature dan tanda tangan ambang k-of-n, di mana sebuah transaksi memerlukan persetujuan dari sejumlah peserta tertentu.
Uji Coba dan Standar Kriptografi
Persiapan di tingkat dompet sudah mulai diuji. Pada bulan Juni, seorang peneliti Ethereum mendemonstrasikan perlindungan akun menggunakan verifikator tanda tangan berbasis SPHINCS, dengan satu versi yang dioptimalkan memerlukan sekitar 127.000 gas dan membawa tanda tangan sepanjang 3.704 byte. Peneliti tersebut memperkirakan biaya verifikasi sekitar $0,07 per akun pada saat itu. Bagi investor dan bisnis di AS yang menggunakan Ethereum, peta jalan ini mengatasi risiko keamanan yang telah mulai diperlakukan sebagai masalah migrasi oleh lembaga standar federal.
Kesimpulan dan Rencana Masa Depan
Dewan penasihat independen Coinbase mencapai posisi serupa dalam sebuah makalah 50 halaman yang diterbitkan pada bulan April. Anggotanya termasuk Drake, kriptografer Stanford Dan Boneh, pendiri EigenLayer Sreeram Kannan, kepala kriptografi Coinbase Yehuda Lindell, dan peneliti sistem terdistribusi Dahlia Malkhi. Dewan tersebut menyimpulkan bahwa blockchain saat ini tetap aman dari serangan kuantum tetapi memperingatkan bahwa mengganti tanda tangan yang rentan di seluruh jaringan, dompet, dan bursa dapat memakan waktu bertahun-tahun.
Tim pasca-kuantum Ethereum Foundation sedang mengerjakan infrastruktur bidang biner sebagai bagian dari leanVM, sebuah mesin virtual nol-pengetahuan minimal yang dimaksudkan untuk memverifikasi dan mengagregasi bukti kriptografi. Drake menyatakan bahwa jadwal saat ini memanggil untuk leanVM tingkat produksi pada tahun 2027. Penempatan yang melibatkan lapisan konsensus, data, dan eksekusi Ethereum direncanakan untuk tahun 2028, meskipun setiap perubahan protokol masih memerlukan implementasi, pengujian, dan kesepakatan di antara tim pengembangan independen Ethereum.
