Tám năm đầu tư đột ngột đổi hướng, vì sao Ethereum bất ngờ từ bỏ Poseidon?

Tiêu đề gốc: 《Tám năm đầu tư rẽ ngoặt, vì sao Ethereum đột ngột từ bỏ Poseidon?》
Tác giả gốc: ChandlerZ, Foresight News

Ngày 13 tháng 8, nhà nghiên cứu Ethereum Justin Drake đăng trên X rằng, quỹ Ethereum đã quyết định từ bỏ thuật toán băm thân thiện với SNARK là Poseidon ở lớp L1, chuyển sang sử dụng các hàm băm truyền thống như SHA2 hoặc BLAKE2.

Đằng sau quyết định này là tám năm nghiên cứu, tích lũy hàng chục triệu đô la đầu tư, cùng với một sự điều chỉnh lớn đối với lộ trình mật mã hậu lượng tử.

Poseidon kể từ khi ra mắt năm 2019, luôn được coi là giải pháp băm lý tưởng cho các ứng dụng như zkRollup và zkVM, cấu trúc của nó khiến chi phí trong mạch SNARK rẻ hơn và hiệu quả hơn so với các hàm băm truyền thống dựa trên phép toán nhị phân. Nhưng khi an toàn hậu lượng tử trở thành yêu cầu cứng của Ethereum, những hạn chế của Poseidon bắt đầu lộ diện.

Justin Drake cho biết, sự chuyển đổi này nhờ vào những tiến bộ đột phá trong thiết kế SNARK, thông qua phương thức tính toán "trường nhị phân", giúp các hàm băm truyền thống trong mạch SNARK có hiệu suất tương đương với Poseidon vốn được tối ưu hóa riêng cho SNARK trước đây, một chiếc laptop đơn lẻ có thể hoàn thành khoảng 1 triệu lần xác minh gọi hàm băm truyền thống mỗi giây.

Bài viết giới thiệu, Poseidon kể từ khi ra mắt năm 2019 luôn là giải pháp băm thân thiện với SNARK chủ đạo, cung cấp bảo mật cho các ứng dụng như zkRollup và zkVM. Justin Drake cho biết, kế hoạch cho thấy leanVM cấp sản xuất dự kiến ra mắt vào năm 2027, các triển khai liên quan đến lớp đồng thuận, lớp dữ liệu và lớp thực thi dự kiến hoàn thành vào năm 2028, đội ngũ mật mã hậu lượng tử của Ethereum Foundation cũng đang đẩy nhanh nghiên cứu về trường nhị phân.

Tại sao là bây giờ?

Hàm băm truyền thống từ lâu khó đi vào SNARK, rào cản chính đến từ sự khác biệt ngôn ngữ tính toán. SHA2, BLAKE2s và Keccak sử dụng nhiều phép toán boolean như XOR, dịch bit, SNARK truyền thống thường xử lý số học trên trường số nguyên tố lớn, mô phỏng từng phép toán bit sẽ tạo ra chi phí ràng buộc cao. Poseidon được thiết kế trực tiếp xoay quanh số học trường số nguyên tố, đổi lấy tốc độ chứng minh cao hơn với ít ràng buộc hơn, cái giá phải trả là lịch sử thuật toán ngắn hơn, cần phân tích mật mã liên tục.

Trường nhị phân chuyển toán học nền tảng sang trường số nguyên tố tối thiểu chỉ chứa 0 và 1, và dùng trường mở rộng nhị phân để mang dữ liệu lớn hơn. Phép toán bit do đó có thể trực tiếp đi vào hệ thống chứng minh, SNARK bắt đầu thích ứng với hàm băm truyền thống, trọng tâm kỹ thuật chuyển từ thiết kế hàm băm thân thiện với SNARK sang thiết kế SNARK thân thiện với hàm băm.

Jim Posen và Benjamin Diamond vào năm 2023 đã trình bày Binius, cho thấy lộ trình SNARK trên trường tháp nhị phân. Bài báo Flock của Benedikt Bünz, Ron Rothblum và William Wang được đăng tải lên arXiv vào ngày 29 tháng 7 năm 2026, với điểm chuẩn M4 Max đạt 82.000 lần nén BLAKE3, 42.000 lần nén SHA-256 và 30.000 lần hoán vị Keccak mỗi giây trên một lõi, trong khi băng thông BLAKE3 trên 10 lõi vượt quá 660.000 lần.

Drake cho biết, một chiếc laptop có thể chứng minh khoảng 1 triệu lần gọi hàm băm truyền thống mỗi giây, với chi phí khoảng gấp 100 lần so với tính toán boolean CPU gốc; SNARK.fast vài ngày trước đã đạt 1,8 triệu lần BLAKE3 mỗi giây trên M3 Max.

leanVM vào năm 2027, triển khai ba lớp vào năm 2028

Một lý do quan trọng khác khiến Poseidon bị từ bỏ là lộ trình an toàn hậu lượng tử đang được đẩy nhanh. Báo cáo "Mối đe dọa lượng tử đối với Blockchain - Báo cáo 2026" do Project Eleven công bố chỉ ra rằng sự phát triển nhanh chóng của máy tính lượng tử đang đe dọa nghiêm trọng đến an ninh blockchain. Một khi "máy tính lượng tử liên quan đến mật mã" (CRQC) xuất hiện, thuật toán Shor có thể nhanh chóng phá vỡ ECDSA (được Bitcoin và hầu hết các chuỗi công khai sử dụng) và các mã hóa bất đối xứng như RSA. Dự kiến Q-Day (ngày lượng tử phá mã) có thể đến vào khoảng năm 2030 đến 2033, khi đó tài sản trên chuỗi trị giá hàng nghìn tỷ đô la sẽ đối mặt với rủi ro.

Do khóa công khai của blockchain tồn tại tĩnh trong thời gian dài và không thể cuộn lại, việc di chuyển là vô cùng khó khăn. Báo cáo khuyến nghị ngay lập tức khởi động quá trình di chuyển mật mã hậu lượng tử (PQC), bao gồm các sơ đồ chữ ký chống lượng tử dựa trên lưới và băm, đồng thời chuyển đổi dần dần thông qua các sơ đồ lai để tránh mối đe dọa lượng tử bùng phát toàn diện.

Justin Drake cảnh báo rằng sự gia tăng năng lực của AI trong phân tích mật mã đã khiến sơ đồ dựa trên lưới HAWK và sơ đồ đồng cấu SQIsign liên tiếp bị tấn công. Điều này buộc Ethereum Foundation phải đặt cược vào các sơ đồ dựa trên hàm băm, vốn được đánh giá là có khả năng chống chịu tốt hơn trước các cuộc tấn công lượng tử.

Trước đó, Ethereum đã công bố lộ trình hậu lượng tử của mình, bao gồm triển khai leanVM cấp sản xuất vào năm 2027 và hoàn tất triển khai trên lớp đồng thuận, lớp thực thi và lớp khả dụng dữ liệu vào năm 2028. leanVM là một máy ảo zero-knowledge tối giản chuyên dụng để tổng hợp chữ ký hậu lượng tử, được xem là thành phần cốt lõi của toàn bộ chiến lược.

Vào tháng 3 năm 2026, Ethereum Foundation đã ra mắt pq.ethereum.org như một trung tâm tài nguyên về bảo mật hậu lượng tử, với hơn 10 nhóm khách hàng đã bắt đầu vận hành mạng lưới phát triển tương tác hậu lượng tử hàng tuần. Quỹ cũng đã thiết lập giải thưởng Poseidon Prize trị giá 1 triệu USD và giải thưởng Proximity Prize với số tiền tương đương để thúc đẩy nghiên cứu mật mã hậu lượng tử. Bản thân Vitalik Buterin cũng nhiều lần nhấn mạnh rằng bảo mật hậu lượng tử là điều kiện cần thiết cho "bài kiểm tra walkaway" (bài kiểm tra có thể yên tâm rời đi) của Ethereum, và trừ khi Ethereum đạt được an toàn lượng tử, nó không thể "đóng băng" (cứng nhắc hóa).

Việc chuyển đổi hàm băm sẽ không thay đổi cấu trúc tổng thể của lộ trình hậu lượng tử của Ethereum. Chữ ký BLS mà các validator hiện đang sử dụng phụ thuộc vào đường cong elliptic, và giải pháp tương lai vẫn dựa trên chữ ký băm như leanXMSS, sau đó leanVM sẽ nén số lượng lớn chữ ký thành một bằng chứng nhỏ cho mỗi khối. So sánh trước đây trên trang chính thức của Ethereum cho thấy, chữ ký leanXMSS khoảng 3000 byte, trong khi chữ ký BLS chỉ 96 byte, mục tiêu nén dữ liệu của leanVM là khoảng 250 lần.

SHA2 hoặc BLAKE2s có lịch sử phân tích công khai dài hơn, EF có thể giảm thời gian chờ đợi các tham số Poseidon trải qua nhiều năm phân tích mật mã. Bản đồ strawmap mà Drake đưa ra chỉ ra leanVM cấp sản xuất vào năm 2027, cũng như triển khai lớp đồng thuận, lớp dữ liệu và lớp thực thi vào năm 2028.

Cuộc đua song song, Solana chọn Falcon

Ethereum không phải là blockchain công khai duy nhất chuẩn bị cho kỷ nguyên hậu lượng tử. Solana Foundation đã công bố lộ trình bảo mật hậu lượng tử vào tháng 4 năm 2026, và các nhóm phát triển cốt lõi Anza cùng Firedancer của Jump Crypto, sau khi nghiên cứu độc lập, đã không hẹn mà gặp cùng chọn một giải pháp chữ ký hậu lượng tử là Falcon.

Falcon là một trong những giải pháp chữ ký hậu lượng tử được NIST tiêu chuẩn hóa, với chữ ký nhỏ gọn, phù hợp với môi trường blockchain thông lượng cao như Solana.

Hai nhóm phát triển khách hàng validator là Anza và Firedancer, sau khi nghiên cứu độc lập, đã nhất trí chọn giải pháp chữ ký số hậu lượng tử Falcon và đã công khai mã triển khai ban đầu trên GitHub. Lộ trình hiện tại gồm ba bước: tiếp tục đánh giá Falcon và các giải pháp thay thế; áp dụng giải pháp hậu lượng tử cho ví mới khi mối đe dọa lượng tử trở thành hiện thực; cuối cùng là di chuyển toàn bộ ví hiện có. Ngoài ra, Solana Winternitz Vault của Blueshift đã hoạt động trong hệ sinh thái hơn hai năm, và đầu năm nay đã được trích dẫn trong sách trắng về AI lượng tử của Google như một trường hợp tiên phong trong ngành.

Quỹ Solana cho biết, mối đe dọa thực sự từ điện toán lượng tử vẫn cần nhiều năm nữa mới xảy ra, hiện tại không cần di chuyển ngay lập tức, nhưng nghiên cứu, hạ tầng và sự phối hợp hệ sinh thái đều đã sẵn sàng, một khi thời điểm chín muồi có thể khởi động nhanh chóng, dự kiến sẽ không gây ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất mạng lưới.

Starknet hiện là đối chiếu gần nhất với định hướng mới của EF. StarkWare công bố lộ trình vào ngày 30 tháng 6, sẽ được triển khai theo ba giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên sẽ thay thế thuật toán băm Pedersen bằng BLAKE2, sử dụng cho cam kết trạng thái, địa chỉ hợp đồng và cấu hình mạng, đồng thời sẽ giới thiệu chữ ký đồng thuận hậu lượng tử, ví dụ như Falcon-512; giai đoạn thứ hai tập trung vào công cụ di chuyển cho các hợp đồng truyền thống, trong khi giai đoạn cuối cùng tập trung giải quyết các phụ thuộc bên ngoài vẫn liên quan đến Ethereum, bao gồm lời gọi hệ thống cầu nối và tính khả dụng dữ liệu blob; giai đoạn thứ ba phụ thuộc vào lộ trình di chuyển của chính Ethereum.

So với các chuỗi công khai khác, Ethereum đã chọn con đường "đặt tiêu chuẩn trước, sau đó mới thay đổi mã". Việc từ bỏ Poseidon chuyển sang SHA2/BLAKE2 thực chất là lựa chọn các nguyên thủy mật mã trưởng thành hơn, được kiểm chứng rộng rãi hơn trong kỷ nguyên hậu lượng tử.

Liên kết bài gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia