Ethereum's 'Splurge'-update om kwantumbedreigingen aan te pakken, zegt Vitalik Buterin

Vitalik Buterin besprak onlangs de upgrade van Ethereum, “The Splurge”, waarvan hij beweert dat deze het netwerk bestand zal maken tegen bedreigingen van quantum computing.

In een blogpost van 29 oktober besprak Buterin de uitgebreide werkzaamheden die nog moeten worden verricht om dit doel te bereiken. Hij legde uit dat de Splurge-fase zich zal richten op het verbeteren van de beveiliging, transactie-efficiëntie en cryptografische veerkracht van Ethereum.

In zijn bericht merkte Buterin op dat “kwantumcomputers nog niet eens bestaan” in een vorm die krachtig genoeg is om een echte bedreiging te vormen voor blockchain-encryptie.

Volgens hem zijn de huidige quantumcomputers, als vroege prototypes of apparaten, "niet echt" in hun mogelijkheden. Hij merkte op dat ze nog geen zinvolle berekeningen kunnen uitvoeren die een risico zouden vormen voor de veiligheid van Ethereum.

Buterin voegde toe dat de tijdlijn voor het moment waarop quantum computing voor de massa beschikbaar zou zijn, “tientallen jaren” zou komen nadat “machtige instellingen er een hebben die elliptische krommecryptografie kan kraken.”

Deze Splurge is onderdeel van de meerfasen-routekaart van Ethereum, die bestaat uit The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge en The Splurge. Deze zijn elk gericht op het versterken van verschillende onderdelen van de blockchain.

De Splurge is bedoeld om de eindspelstatus van de Ethereum Virtual Machine (EVM) te stabiliseren, 'accountabstractie' te introduceren en 'geavanceerde cryptografie' te verkennen om de netwerkbeveiliging op de lange termijn te garanderen.

Om de kwantumresistentie van Ethereum te verbeteren, zal de Spkurge-fase geleidelijk kwantumresistente cryptografie integreren via accountabstractie en geavanceerde cryptografische primitieven, zoals zk-STARKs.

Andere tactieken zijn onder meer het toevoegen van ondersteuning voor kwantumresistente algoritmen, zoals hash-gebaseerde cryptografische technieken, en het toestaan van flexibele accountbeveiliging, inclusief roterende cryptografische sleutels.

Bovendien zouden toekomstige ontwikkelingen zoals volledig homomorfe encryptie (FHE) en ononderscheidbaarheidsverduistering (zoals beschreven in de Splurge) de verdediging van Ethereum verder kunnen versterken door veilige berekeningen mogelijk te maken zonder gevoelige gegevens te onthullen, waardoor kwantumaanvallen moeilijker worden.

De Splurge zal ook het transactiekostenmodel van Ethereum “optimaliseren” via een concept dat Buterin “multidimensionaal gas” noemt.

Het doel is om de schaalbaarheid te verbeteren en tegelijkertijd de risico’s te verminderen.

Volgens de medeoprichter van Ethereum is de aanpak gericht op het introduceren van aparte prijzen en limieten voor aparte bronnen, wat het "worst-case" brongebruik kan verminderen, waardoor "de noodzaak om de prestaties te optimaliseren om bijvoorbeeld STARKed hash-gebaseerde binaire bomen te ondersteunen" wordt verminderd.

De Rand

Dit concept is niet nieuw; Buterin besprak het eerder al in een andere blogpost, waarin hij inging op de plannen voor de “The Verge”-fase van Ethereum.

Bij The Verge ligt de focus op het verbeteren van de werking van nodes om zo efficiënter met bronnen om te gaan.

Een belangrijke verandering die in deze fase wordt verwacht, is de introductie van ‘stateless verification’, waarmee knooppunten blokken kunnen valideren zonder dat daar grote hoeveelheden opslagruimte voor nodig zijn.

Deze upgrade kan node-operaties op Ethereum toegankelijker en betaalbaarder maken, waardoor lichtere apparaten mogelijk verificatietaken kunnen uitvoeren.

Om dit te bereiken, onderzoeken Ethereum-ontwikkelaars het gebruik van op STARK gebaseerde binaire hashbomen. Deze bieden een meer kwantumbestendige en schaalbare optie, maar vereisen ook meer middelen, zoals rekenkracht en geheugen.

Volgens Buterin kan het implementeren van multidimensionale gasmodellen helpen de druk op hulpbronnen te verminderen door specifieke gaskosten aan verschillende soorten hulpbronnen toe te wijzen.

De plaag

In een blogpost van 21 oktober maakte de medeoprichter van Ethereum details bekend over de ‘Scourge’-fase, die een aantal belangrijke kwesties zal aanpakken, zoals het verminderen van de centralisatie van Ethereum Staking, wat volgens Buterin kan leiden tot een hoger risico op 51%-aanvallen en transactiecensuur.

Om dit probleem aan te pakken, stelde Buterin een stakingmodel met twee niveaus voor: één niveau voor ‘risicodragende’ (slashable) staking en een ander niveau voor ‘risicoloze’ (unslashable) staking.

Deze opzet is erop gericht om beloningen en risico's in evenwicht te brengen en te voorkomen dat een paar grote spelers te veel controle over het netwerk krijgen.