Ethereum Foundation postavila je decembar 2029. godine kao cilj da Ethereum Layer 1 postane spreman za potencijalne napade kvantnih računara. Plan obuhvata execution, consensus i data slojeve mreže, a predstavlja jedan od najdugoročnijih bezbednosnih ciljeva Ethereum ekosistema.
Ovo ne znači da Ethereum očekuje da će kvantni računari sigurno postati pretnja do tada. Fondacija namerno koristi agresivan scenario u kojem bi takozvani Q-day mogao da se dogodi već oko 2030. godine, kako bi mreža imala dovoljno vremena za pripremu.
Ethereum želi da bude spreman pre nego što kvantni računari postanu stvarna pretnja
Kvantni računari predstavljaju potencijalni problem za današnje kriptografske sisteme zato što bi dovoljno moćan uređaj mogao da ugrozi algoritme koji se koriste za digitalne potpise i zaštitu privatnih ključeva.
Ethereum zbog toga želi da započne tranziciju mnogo pre nego što takvi računari postanu praktično upotrebljivi za napade.
Plan je da se cilj za 2029. godinu ponovo proceni već u januaru 2027., uz konsultacije sa spoljnim stručnjacima.
Prvo dolazi minimalna post-kvantna zaštita
Ethereum Foundation ne planira da čeka dok cela mreža ne bude potpuno otporna na kvantne napade.
Pre pune tranzicije trebalo bi da postoji takozvani minimum viable post-quantum nivo zaštite.
Ideja je da Ethereum dobije osnovne mehanizme koji mogu da zaštite mrežu u slučaju iznenadnog napretka kvantnih računara, dok se potpunija infrastruktura razvija postepeno.
Execution sloj mora da postane fleksibilniji
Jedan od najvećih izazova nalazi se na execution sloju.
Ethereum trenutno koristi određene kriptografske šeme za potpisivanje transakcija, a dugoročni cilj je da mreža postane dovoljno fleksibilna da može da uvede nove vrste potpisa bez potrebe za posebnim hard forkom svaki put.
U tome bi važnu ulogu mogla da ima account abstraction tehnologija.
Ako Ethereum uspe da odvoji način na koji nalog funkcioniše od jedne konkretne vrste kriptografskog potpisa, prelazak na post-kvantne algoritme mogao bi biti mnogo jednostavniji.
Consensus sloj predstavlja još veći izazov
Promene na consensus sloju su komplikovanije.
Ethereum validatori koriste kriptografske potpise i mehanizme agregacije kako bi potvrdili blokove i održavali sigurnost mreže.
Prelazak na post-kvantne potpise zato ne može da se uradi samo promenom korisničkih novčanika.
Potrebne su koordinisane promene validatora, klijenata i velikog dela Ethereum infrastrukture.
Ethereum ponovo razmatra koje hash funkcije da koristi
Ethereum istraživači takođe ponovo procenjuju koje hash funkcije bi trebalo koristiti u budućoj post-kvantnoj arhitekturi.
Ranije se mnogo pažnje posvećivalo specijalizovanim funkcijama poput Poseidona, posebno zbog njihove efikasnosti u zero-knowledge sistemima.
Međutim, razvoj novih SNARK tehnologija omogućio je da tradicionalnije funkcije poput SHA-2 i BLAKE postanu konkurentnije i za sisteme dokazivanja.
To istraživačima daje više slobode da biraju rešenja na osnovu ukupne sigurnosti, brzine i složenosti implementacije.
Pet glavnih oblasti Ethereum razvoja
Post-kvantna bezbednost samo je jedan deo šireg dugoročnog plana.
Ethereum Foundation trenutno je izdvojila pet glavnih istraživačkih oblasti:
- post-kvantnu bezbednost
- bržu finalnost
- privatnost
- upravljanje rastom blockchain state-a
- zkEVM
Cilj je da se Ethereum istovremeno učini sigurnijim, bržim, privatnijim i efikasnijim.
Finalnost transakcija trebalo bi da padne sa minuta na sekunde
Jedan od važnijih ciljeva jeste fast finality.
Ethereum trenutno zahteva određeno vreme pre nego što se transakcija smatra potpuno finalizovanom.
Dugoročni plan predviđa promenu arhitekture tako da se finalnost odvoji od samog procesa proizvodnje blokova.
Cilj je da se vreme potrebno za finalnu potvrdu transakcije smanji sa minuta na samo nekoliko sekundi.
zkEVM bi mogao potpuno promeniti način na koji validatori rade
Drugi veliki pravac razvoja odnosi se na zkEVM.
Dugoročno Ethereum želi da validatori ne moraju ponovo da izvršavaju svaku transakciju u bloku.
Umesto toga, mogli bi da proveravaju kratke kriptografske dokaze koji potvrđuju da je izvršenje bilo ispravno.
Takav sistem mogao bi značajno da smanji računarske zahteve validatora i poboljša skalabilnost mreže.
Privatnost postaje deo osnovnog Ethereum protokola
Jedna od najvećih promena u dugoročnom Ethereum planu jeste ideja da privatnost postane deo samog Layer 1 protokola.
Fondacija želi da privatne transakcije jednog dana imaju slične garancije otpornosti na cenzuru kao obične Ethereum transakcije.
Prvi koraci mogli bi da počnu već kroz sledeći veliki upgrade nazvan Hegotá.
EIP-8250 mogao bi poboljšati privatnost transakcija
Jedan od predloga koji se razmatra jeste EIP-8250, Keyed Nonces.
Ovaj predlog omogućio bi da više korisnika deli istog sendera, ali da svaki koristi sopstveni nonce.
To bi moglo povećati privatnost i istovremeno sprečiti situacije u kojima jedna transakcija blokira druge.
EIP-8272 uvodi Recent Roots
Drugi važan predlog je EIP-8272, Recent Roots.
On bi privatnim transakcijama omogućio korišćenje novijeg blockchain state-a na način koji validatori i dalje mogu da proveravaju.
Ovo je važno jer privatne transakcije trenutno imaju određena ograničenja u odnosu na standardne Ethereum transakcije.
U budućnosti se razmatraju i encrypted mempoolovi
Dugoročni plan uključuje i ideju šifrovanog mempoola.
Danas se sadržaj transakcije uglavnom može videti pre nego što bude uključen u blok.
To omogućava različite oblike front-runninga i MEV strategija.
Encrypted mempool bi mogao da sakrije sadržaj transakcije sve dok ona ne bude uključena u blok, što bi značajno poboljšalo privatnost i smanjilo mogućnost zloupotrebe.
Hegotá će imati dva glavna prioriteta
Iako Ethereum ima veoma širok dugoročni plan, naredni veliki upgrade Hegotá trebalo bi da ostane relativno fokusiran.
Ethereum Foundation trenutno vidi dva EIP-a kao glavne kandidate:
EIP-7805 – FOCIL
EIP-8141 – Frame Transactions
Ova dva predloga jedina su dobila najviši, S-tier prioritet među čak 62 razmatrana EIP-a.
FOCIL treba da poboljša otpornost na cenzuru
FOCIL znači Fork-choice enforced Inclusion Lists.
Ideja je da više validatora može da zahteva da određene transakcije budu uključene u blok koji pravi block builder.
Time bi se smanjio rizik da jedan builder namerno izostavlja određene transakcije.
To bi Ethereum učinilo otpornijim na cenzuru.
Frame Transactions mogu biti ključ za post-kvantnu tranziciju
Drugi veliki predlog, Frame Transactions, mogao bi imati još veći dugoročni značaj.
Frames bi omogućili nativni oblik account abstractiona direktno u Ethereum protokolu.
To bi kasnije moglo omogućiti Ethereum mreži da se udalji od trenutnih secp256k1 ključeva i pređe na nove vrste potpisa bez potrebe za posebnim hard forkom za svaku novu kriptografsku šemu.
Upravo zbog toga Frames mogu postati važan deo buduće post-kvantne infrastrukture.
Od 62 predloga samo dva imaju najviši prioritet
Ethereum Protocol tim analizirao je ukupno 62 EIP predloga za Hegotá upgrade.
Rezultat rangiranja bio je:
- 2 predloga u S-tier kategoriji
- 15 u A-tier
- 8 u B-tier
- 7 u C-tier
- 28 predloga odbijeno
- 2 predloga još nemaju konačnu ocenu
Time Ethereum pokušava da spreči da sledeći fork postane previše komplikovan i da se razvoj fokusira na najvažnije promene.
Neki veliki predlozi su odloženi
Među predlozima koji nisu dobili najviši prioritet nalazi se i EIP-8198, Quick Slots.
Ovaj predlog mogao bi dodatno da ubrza Ethereum, ali Fondacija smatra da je potrebno još istraživanja i testiranja pre nego što se uključi u veliki upgrade.
Odbijen je i EIP-8142 Block-in-Blobs, zbog zabrinutosti da bi povećao zavisnost od KZG struktura.
Neki od odbijenih predloga ipak mogu biti ponovo razmatrani za kasnije forkove.
Hegotá nije post-kvantni upgrade
Važno je naglasiti da Hegotá nije upgrade koji će Ethereum odmah učiniti otpornim na kvantne računare.
On predstavlja početak tehničkih promena koje mogu olakšati kasniju tranziciju.
Posebno su Frame Transactions zanimljive jer Ethereumu daju veću fleksibilnost oko kriptografskih potpisa.
Potpuna post-kvantna spremnost zahtevaće još godina istraživanja, razvoja klijenata, kriptografskog rada i testiranja.
Ethereum menja način razvoja mreže
Još jedna važna promena jeste to što Ethereum više ne želi da čeka završetak jednog upgradea pre nego što počne ozbiljno da radi na sledećem.
Različiti timovi će paralelno razvijati buduće promene.
To uključuje client developere, istraživače, kriptografe, security stručnjake i druge učesnike Ethereum ekosistema.
Takav pristup trebalo bi da ubrza razvoj, ali i omogući da se odluke menjaju kada se pojave bolja tehnološka rešenja.
Zašto je 2029. važna za Ethereum?
Ethereum trenutno ne tvrdi da će kvantni računari 2030. sigurno moći da probiju postojeću kriptografiju.
Strategija je drugačija.
Ako postoji čak i mogućnost da takva tehnologija postane realna pretnja početkom sledeće decenije, blockchain vredan stotine milijardi dolara mora biti spreman unapred.
Kod tradicionalnog softvera moguće je brzo izdati sigurnosnu zakrpu.
Kod decentralizovane mreže sa milionima korisnika, validatora, smart contracta i privatnih ključeva prelazak na potpuno novu kriptografiju može trajati godinama.
Zbog toga Ethereum želi da posao završi pre nego što post-kvantna zaštita postane hitna potreba.
Zaključak
Ethereum Foundation cilja decembar 2029. godine kao rok za post-kvantnu spremnost Ethereum Layer 1 mreže.
Plan uključuje execution, consensus i data slojeve, dok bi minimum viable post-quantum zaštita trebalo da bude uvedena pre potpune tranzicije.
Istovremeno, sledeći veliki upgrade Hegotá fokusiraće se prvenstveno na FOCIL i Frame Transactions.
Frames su posebno značajni jer mogu Ethereumu omogućiti fleksibilniji prelazak na nove kriptografske potpise u budućnosti.
Pored zaštite od kvantnih računara, Ethereum paralelno radi na bržoj finalnosti, privatnosti, zkEVM-u i rešavanju problema rasta blockchain state-a.
Sve to pokazuje da se razvoj Ethereuma sve više fokusira na probleme koji bi mogli postati ključni ne sledeće godine, već tokom naredne decenije.
