นักพัฒนา Ethereum เสนอการอัปเกรด Staking ที่ปลอดภัยต่อควอนตัมสำหรับเงินฝากของ Validator

ข้อเสนอ Ethereum เตรียมเงินฝากสำหรับลายเซ็นใหม่

นักวิจัย Ethereum ได้ส่งร่างข้อเสนอเมื่อวันที่ 24 ส.ค. สำหรับสัญญาเงินฝาก validator ที่พร้อมรับมือกับควอนตัม ซึ่งอาจทำให้เครือข่ายสามารถแทนที่ระบบลายเซ็น BLS ในปัจจุบันได้ในที่สุด

Kevaundray Wedderburn, Tom Wambsgans และ Thomas Coratger เป็นผู้เขียนข้อเสนอ Ethereum Improvement Proposal หลักที่เสนอขึ้น ร่างนี้ยังคงเป็นการส่งบน GitHub ที่ยังไม่ถูก merge และยังไม่ได้รับเลือกสำหรับการอัปเกรดเครือข่าย

ปัจจุบัน validator ของ Ethereum ใช้คีย์สาธารณะและลายเซ็น BLS ที่มีความยาวคงที่ สัญญาที่เสนอจะรับคีย์สาธารณะ ลายเซ็น และข้อมูลประจำตัวแบบความยาวแปรผันแทน

เงินฝากแต่ละรายการจะมีตัวระบุ scheme ที่แสดงว่าระบบเข้ารหัสใดที่ validator ใช้ Scheme 0 ถูกสงวนไว้สำหรับรูปแบบ BLS เดิม เพื่อรักษาความเข้ากันได้ในช่วงเปลี่ยนผ่านแรกเริ่ม

ตัวระบุในอนาคตอาจแสดงถึงระบบลายเซ็นหลังควอนตัมหรือ scheme การเข้ารหัสอื่นๆ ข้อเสนอนี้ไม่ได้เลือกหรือนำอัลกอริทึมหลังควอนตัมเฉพาะเจาะจงมาใช้

สัญญานี้ "พร้อมรับมือกับควอนตัม" แต่ด้วยตัวมันเองจะไม่ทำให้ Ethereum ต้านทานควอนตัมได้ ยังต้องมีการเปลี่ยนแปลงในชั้น consensus แยกต่างหากเพื่อกำหนดวิธีที่ validator ตรวจสอบ รวม และประมวลผลลายเซ็นภายใต้ scheme ใหม่แต่ละแบบ

EIP-7685 จะรองรับคำขอเงินฝากของ Validator

การออกแบบนี้จะแทนที่กลไก Merkle-tree แบบ legacy ของสัญญาใหม่ด้วยคำขอชั้น execution คำขอเหล่านั้นจะย้ายข้อมูลเงินฝากจากชั้น execution ของ Ethereum ไปยังชั้น consensus

ข้อเสนออาศัย EIP-7685 ซึ่งสร้างระบบคำขอทั่วไปสำหรับการสื่อสารระหว่างสองชั้น เฟรมเวิร์กนี้เพิ่มข้อมูลผูกพันคำขอลงใน execution block headers และให้ชั้น consensus ประมวลผลประเภทคำขอใหม่

Ethereum ใช้กลไกนี้สำหรับการดำเนินการของ validator อยู่แล้ว EIP-6110 ส่งเงินฝากของ validator ไปยังชั้น consensus เป็นคำขอ EIP-7685 ในขณะที่ EIP-7002 รองรับการถอนที่ถูกกระตุ้นจากชั้น execution EIP-7251 ใช้เฟรมเวิร์กเดียวกันสำหรับการรวม validator

สัญญาใหม่จะขยายสถาปัตยกรรมนี้ไปยังเงินฝากที่มีข้อมูลการเข้ารหัสแบบยืดหยุ่น ข้อมูลประจำตัวสามารถนำข้อมูลเฉพาะของ scheme ได้โดยไม่ต้องให้ระบบลายเซ็นทุกระบบใช้โครงสร้างคงที่เดียวกัน

การสลับที่ไม่สามารถย้อนกลับได้อาจยกเลิกเงินฝาก BLS

ข้อเสนอรวมกลไกการย้ายแบบเป็นขั้น นักพัฒนาสามารถเริ่มต้นใช้งานสัญญาโดยเปิดใช้เงินฝาก BLS ก่อน แล้วจึงอนุญาตให้ scheme ลายเซ็นเพิ่มเติมเข้ามาในภายหลัง

การตัดสินใจของโปรโตคอลในภายหลังอาจปิดการใช้งานเงินฝาก Scheme 0 ใหม่อย่างถาวร เมื่อเปิดใช้งานแล้ว โหมดการยกเลิก BLS จะไม่สามารถย้อนกลับได้ภายใต้การออกแบบที่เสนอ

validator BLS เดิมจะไม่หายไปโดยอัตโนมัติเมื่อเปิดสวิตช์ ต้องมีกฎแยกต่างหากเพื่อจัดการคีย์ validator เดิม การออก การเปลี่ยนแปลงข้อมูลประจำตัว และการย้ายเข้าสู่ระบบหลังควอนตัม

ผู้เขียนยังรอรับข้อเสนอแนะว่าการออกแบบควรโต้ตอบกับข้อเสนอ validator ที่มีอยู่อย่างไร รวมถึง EIP-7002, EIP-7251 และ EIP-8282 Wedderburn กล่าวว่าหัวข้อนี้ถูกหยิบยกขึ้นในระหว่างการประชุม All Core Developers Execution

โรดแมปโดยรวมของ Ethereum ถือว่าการต้านทานควอนตัมเป็นลำดับความสำคัญระยะยาวที่สำคัญอยู่แล้ว การเปลี่ยนแปลงที่เสนอรวมถึงการแทนที่ลายเซ็น BLS, KZG commitments และ ECDSA ด้วยทางเลือกที่ออกแบบมาเพื่อต้านทานการโจมตีควอนตัมในอนาคต

ร่างยังต้องผ่านหลายขั้นตอนการตรวจสอบ

Pull request มีป้ายกำกับ draft และ core-proposal และยังรอความเห็นชอบจากบรรณาธิการ การตรวจสอบอย่างเป็นทางการ และการตรวจสอบอัตโนมัติที่สำเร็จเมื่อตรวจสอบ

บรรณาธิการแนะนำให้กำหนด EIP-8394 เป็นหมายเลขลำดับ และขอให้มีการอภิปรายแยกต่างหากใน Ethereum Magicians หมายเลขดังกล่าวยังไม่ปรากฏเป็น EIP ที่ยอมรับและเผยแพร่บนเว็บไซต์ EIP หลัก

ที่เก็บ EIP ของ Ethereum ระบุว่าเอกสารที่ไม่ได้เผยแพร่บนเว็บไซต์ EIP อย่างเป็นทางการควรถือเป็นเอกสารทำงาน แม้แต่การเผยแพร่เป็นร่างก็ไม่ได้หมายความว่าเครือข่ายอนุมัติการนำไปใช้

ข้อเสนอต้องผ่านการอภิปรายทางเทคนิค งานกำหนดรายละเอียด การวิเคราะห์ความปลอดภัย การนำไปใช้ในไคลเอนต์ และการทดสอบ จากนั้นนักพัฒนาหลักจะต้องเลือกสำหรับ hard fork ในอนาคตก่อนจึงจะส่งผลต่อ Ethereum mainnet

ยังไม่มีการประกาศ fork เป้าหมาย การเปิดใช้งานบน testnet หรือกำหนดเส้นตายบน mainnet และไม่มีการเคลื่อนไหวของตลาด ETH ที่ตรวจสอบได้ซึ่งเป็นผลมาจากร่างนี้โดยเฉพาะ

สัญญานี้ครอบคลุมเฉพาะเงินฝากของ validator การเปลี่ยนผ่านหลังควอนตัมโดยรวมของ Ethereum ยังต้องครอบคลุมลายเซ็นบัญชี data commitments และระบบ zero-knowledge ด้วย