Anda mungkin berpikir bahwa membuat Ethereum quantum-secure hanyalah masalah mengganti kunci pribadi dan publik Anda (yang dengan sendirinya belum sepele!), tetapi menjadi quantum-secure sebenarnya membutuhkan menata ulang fondasi kriptografi di setiap lapisan sistem. Izinkan kami memandu Anda melalui beberapa masalah yang telah dikerjakan oleh peneliti dan tim klien (singkat dan penyederhanaan diharapkan)... Yayasan: Tanda Tangan BLS Dimulai dengan fondasi kriptografi, validator Ethereum saat ini menggunakan apa yang disebut Tanda Tangan BLS untuk menandatangani blok dan memberikan suara pada status rantai. Dengan ~1 juta validator yang menghasilkan tanda tangan setiap 12 detik, jaringan membutuhkan tanda tangan ini untuk cepat diverifikasi, dipadatkan, dan dapat diverifikasi oleh siapa pun di perangkat apa pun. BLS memiliki kekuatan super yang penting: agregasi. Ribuan tanda tangan validator individu secara matematis digabungkan menjadi tanda tangan ringkas yang membuktikan bahwa semua orang menandatangani. Ini membuat jaringan tetap ringan—alih-alih menyiarkan puluhan ribu tanda tangan, Anda hanya mengirim satu. Setiap node dapat memverifikasinya dengan cepat. Masalah: Komputer Kuantum Merusak BLS Tapi komputer kuantum merusak BLS. Penggantian harus: (1) tahan kuantum, (2) cepat diverifikasi pada perangkat ringan, (3) cukup ringkas untuk jaringan yang dibatasi bandwidth, dan (4) dapat diagregasi di puluhan ribu validator. Tidak ada skema pasca-kuantum yang menawarkan keempat properti secara asli. Solusinya: leanSig dan leanMultisig Para peneliti telah mengerjakan leanSig: skema tanda tangan berbasis hash (khususnya berbasis XMSS) yang tahan kuantum dan dioptimalkan untuk kebutuhan Ethereum. Ini menggunakan fungsi hash yang dapat disesuaikan seperti Poseidon2, mencapai representasi yang ringkas, dan dirancang untuk verifikasi cepat—penting untuk klien ringan. Tapi leanSig dengan sendirinya masih belum dapat diagregasi seperti BLS. Jadi bagaimana kita menggabungkan tanda tangan? Alih-alih mencoba membuat tanda tangan hash agregat secara asli, para peneliti menemukan leanMultisig, yang menggunakan zkVM untuk menghasilkan agregasi. Agregator dapat menjalankan semua verifikasi tanda tangan di dalam zkVM dan menghasilkan bukti SNARK yang ringkas: "Saya memverifikasi semua tanda tangan leanSig ini dan valid." Bukti ini menjadi tanda tangan agregat—kecil, cepat diverifikasi, tahan kuantum. Tantangan Cascading Dimulai... Siapa yang Menjadi Agregator? Menghasilkan bukti zkVM untuk ribuan tanda tangan secara real-time membutuhkan daya komputasi yang serius. Jika hanya mesin kelas atas yang dapat berkumpul, Anda berisiko sentralisasi: agregasi menjadi peran khusus yang hanya dapat diakses oleh operator dengan sumber daya yang baik. Bagaimana Anda menjaga agregasi tetap terdesentralisasi saat bilah perangkat keras lebih tinggi? Ledakan Bandwidth Ruang masalah meluas lebih dari sekadar penandatanganan dan agregasi. Tanda tangan berbasis hash pasca-kuantum bisa 10-50x lebih besar dari BLS. Bahkan dengan kompresi zkVM, Anda memindahkan lebih banyak data secara signifikan. Validator membutuhkan bandwidth yang lebih baik. Protokol jaringan perlu dioptimalkan. Setiap byte penting dalam skala global. ...