八年投入急转弯，以太坊为何突然放弃Poseidon？
- 核心观点：以太坊基金会决定放弃SNARK友好型哈希算法Poseidon，转而采用SHA2或BLAKE2等传统哈希函数，以应对后量子安全威胁并加速技术部署。
- 关键要素：
- Poseidon自2019年推出后因在SNARK电路中效率高而成为主流，但其较短的密码分析历史在后量子安全要求下暴露局限。
- 通过“二进制域”运算方式，传统哈希函数在SNARK中的性能已可比肩Poseidon，笔记本电脑每秒可验证约100万次传统哈希调用。
- 以太坊路线图规划2027年推出生产级leanVM，2028年在共识层、执行层和数据可用性层完成部署，以实现后量子签名聚合。
- 量子计算机威胁加速，预计Q-Day可能在2030至2033年到来，数万亿美元链上资产面临风险，推动PQC迁移紧迫性。
- Solana基金会已选定Falcon后量子签名方案，Starknet计划用BLAKE2取代Pedersen哈希，行业正同步推进后量子转型。
ผู้เขียนต้นฉบับ: ChandlerZ, Foresight News
เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม Justin Drake นักวิจัยของ Ethereum โพสต์บน X ว่า มูลนิธิ Ethereum ตัดสินใจละทิ้งอัลกอริธึมแฮชแบบ SNARK-friendly อย่าง Poseidon บนเลเยอร์ L1 และหันไปใช้ฟังก์ชันแฮชแบบดั้งเดิม เช่น SHA2 หรือ BLAKE2 แทน
เบื้องหลังการตัดสินใจครั้งนี้คือการสะสมของการวิจัยยาวนานแปดปี เงินลงทุนหลายสิบล้านดอลลาร์ และการแก้ไขครั้งใหญ่ต่อโรดแมปหลังควอนตัม (post-quantum cryptography)
นับตั้งแต่เปิดตัวในปี 2019 Poseidon ถูกมองว่าเป็นโซลูชันแฮชในอุดมคติสำหรับแอปพลิเคชันอย่าง zkRollup และ zkVM โครงสร้างของมันทำให้ต้นทุนในวงจร SNARK ถูกกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าฟังก์ชันแฮชแบบดั้งเดิมที่อิงการดำเนินการแบบไบนารี แต่เมื่อความปลอดภัยหลังควอนตัมกลายเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวดของ Ethereum ข้อจำกัดของ Poseidon ก็เริ่มถูกเปิดเผย
Justin Drake ระบุว่า การเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ได้รับประโยชน์จากความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการออกแบบ SNARK นั่นคือการใช้วิธีการคำนวณแบบ "binary field" ทำให้ประสิทธิภาพของฟังก์ชันแฮชแบบดั้งเดิมในวงจร SNARK เทียบเท่ากับ Poseidon ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกออกแบบมาเพื่อปรับให้เหมาะสมกับ SNARK โดยเฉพาะ โดยแล็ปท็อปเครื่องเดียวสามารถตรวจสอบการเรียกฟังก์ชันแฮชแบบดั้งเดิมได้ประมาณ 1 ล้านครั้งต่อวินาที
ในบทความระบุว่า นับตั้งแต่เปิดตัวในปี 2019 Poseidon เป็นโซลูชันแฮชแบบ SNARK-friendly กระแสหลัก ให้ความปลอดภัยแก่แอปพลิเคชันอย่าง zkRollup และ zkVM Justin Drake กล่าวว่า แผนระบุว่า leanVM ระดับโปรดักชันคาดว่าจะเปิดตัวในปี 2027 และการปรับใช้ในเลเยอร์ฉันทามติ เลเยอร์ข้อมูล และเลเยอร์การดำเนินการคาดว่าจะเสร็จสมบูรณ์ในปี 2028 ทีมหลังควอนตัมของมูลนิธิ Ethereum กำลังเร่งการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับ binary field เช่นกัน
ทำไมต้องเป็นตอนนี้?
แฮชแบบดั้งเดิมไม่สามารถเข้าสู่ SNARK ได้เป็นเวลานาน อุปสรรคหลักมาจากความแตกต่างของภาษาการคำนวณ SHA2, BLAKE2s และ Keccak ใช้การดำเนินการบูลีนเป็นจำนวนมาก เช่น XOR และการเลื่อนบิต ในขณะที่ SNARK แบบดั้งเดิม通常ประมวลผลเลขคณิตบนฟิลด์เฉพาะขนาดใหญ่ การจำลองการดำเนินการระดับบิตแต่ละครั้งก่อให้เกิดต้นทุนข้อจำกัดที่สูง Poseidon ออกแบบรอบเลขคณิตฟิลด์เฉพาะโดยตรง แลกอัตราความเร็วการพิสูจน์ที่สูงขึ้นด้วยข้อจำกัดน้อยลง แต่ต้นทุนคือประวัติอัลกอริธึมที่สั้นกว่าและต้องได้รับการวิเคราะห์การเข้ารหัสอย่างต่อเนื่อง
binary field เปลี่ยนคณิตศาสตร์พื้นฐานไปยังฟิลด์เฉพาะขั้นต่ำที่มีเพียง 0 และ 1 และใช้ฟิลด์ขยายแบบไบนารีเพื่อรองรับข้อมูลขนาดใหญ่ การดำเนินการระดับบิตจึงสามารถเข้าสู่ระบบพิสูจน์ได้โดยตรง SNARK เริ่มปรับให้เข้ากับแฮชแบบดั้งเดิม จุดเน้นทางเทคนิคเปลี่ยนจากการออกแบบแฮชที่เหมาะกับ SNARK ไปสู่การออกแบบ SNARK ที่เหมาะกับแฮช
Binius ที่เสนอโดย Jim Posen และ Benjamin Diamond ในปี 2023 แสดงให้เห็นเส้นทาง SNARK บน binary tower field กระดาษ Flock ของ Benedikt Bünz, Ron Rothblum และ William Wang ถูกอัปโหลดไปยัง arXiv เมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม 2026 โดยเกณฑ์มาตรฐาน M4 Max คือการพิสูจน์การบีบอัด BLAKE3 82,000 ครั้ง, SHA-256 42,000 ครั้ง และการแทนที่ Keccak 30,000 ครั้งต่อวินาทีบนคอร์เดียว และปริมาณงาน BLAKE3 บน 10 คอร์เกิน 660,000 ครั้ง
Drake กล่าวว่า แล็ปท็อปสามารถพิสูจน์การเรียกแฮชแบบดั้งเดิมได้ประมาณ 1 ล้านครั้งต่อวินาที โดยมีค่าใช้จ่ายประมาณ 100 เท่าของการคำนวณบูลีน CPU ดั้งเดิม และ SNARK.fast ทำได้ 1.8 ล้านครั้ง BLAKE3 ต่อวินาทีบน M3 Max เมื่อไม่กี่วันก่อน
leanVM ในปี 2027, การปรับใช้สามชั้นในปี 2028
อีกเหตุผลสำคัญที่ทำให้ Poseidon ถูกละทิ้งคือตารางเวลาความปลอดภัยหลังควอนตัมกำลังเร่งตัวขึ้น รายงาน "The Quantum Threat to Blockchains - 2026 Report" ที่เผยแพร่โดย Project Eleven ชี้ให้เห็นว่า การพัฒนาอย่างรวดเร็วของคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อความปลอดภัยของบล็อกเชน หากเกิด "Cryptographically Relevant Quantum Computer" (CRQC) ขึ้น อัลกอริธึมของ Shor จะสามารถถอดรหัสการเข้ารหัสแบบอสมมาตร เช่น ECDSA (ที่ Bitcoin และบล็อกเชนสาธารณะส่วนใหญ่ใช้) และ RSA ได้อย่างรวดเร็ว คาดว่า Q-Day (วันถอดรหัสควอนตัม) อาจมาถึงระหว่างปี 2030 ถึง 2033 ซึ่งสินทรัพย์บนเชนมูลค่าหลายล้านล้านดอลลาร์จะตกอยู่ในความเสี่ยง
เนื่องจากคีย์สาธารณะของบล็อกเชนอยู่กับที่ในระยะยาวและไม่สามารถย้อนกลับได้ การย้ายจึงยากมาก รายงานแนะนำให้เริ่มการย้ายไปสู่การเข้ารหัสหลังควอนตัม (PQC) ทันที รวมถึงแผนการลงนามที่ต้านทานควอนตัม เช่น lattice-based และ hash-based และค่อยๆ เปลี่ยนผ่านผ่านแผนแบบผสมผสาน เพื่อหลีกเลี่ยงการปะทุของภัยคุกคามควอนตัมอย่างเต็มรูปแบบ
Justin Drake เตือนว่า ความสามารถที่เพิ่มขึ้นของ AI ในการวิเคราะห์การเข้ารหัส ได้ทำให้แผน lattice-based อย่าง HAWK และแผน isogeny-based อย่าง SQIsign ถูกโจมตีติดต่อกัน สิ่งนี้บังคับให้มูลนิธิ Ethereum วางเดิมพันกับแผนแบบ hash-based ซึ่ง被认为มีความสามารถในการต้านทานการโจมตีด้วยควอนตัมที่แข็งแกร่งกว่า
ก่อนหน้านี้ Ethereum ได้เปิดเผยโรดแมปหลังควอนตัมแล้ว รวมถึงการปรับใช้ leanVM ระดับโปรดักชันในปี 2027 และการปรับใช้เลเยอร์ฉันทามติ เลเยอร์การดำเนินการ และเลเยอร์ความพร้อมใช้งานของข้อมูลให้เสร็จสมบูรณ์ในปี 2028 leanVM เป็นเครื่องเสมือนความรู้เป็นศูนย์ที่ย่อขนาดที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการรวมลายเซ็นหลังควอนตัม และถูกมองว่าเป็นองค์ประกอบหลักของกลยุทธ์ทั้งหมด
ในเดือนมีนาคม 2026 มูลนิธิ Ethereum เปิดตัว pq.ethereum.org เป็นศูนย์ทรัพยากรความปลอดภัยหลังควอนตัม โดยทีมไคลเอนต์มากกว่า 10 ทีมเริ่มรัน devnet สำหรับการทำงานร่วมกันหลังควอนตัมทุกสัปดาห์ มูลนิธิยัง设立了รางวัล Poseidon Prize มูลค่า 1 ล้านดอลลาร์ และรางวัล Proximity Prize ในจำนวนเท่ากัน เพื่อสนับสนุนการวิจัยการเข้ารหัสหลังควอนตัม Vitalik Buterin เองก็เน้นย้ำหลายครั้งว่า ความปลอดภัยหลังควอนตัมเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับ "walkaway test" ของ Ethereum และ Ethereum จะไม่สามารถ "แข็งตัว" ได้จนกว่าจะบรรลุความปลอดภัยทางควอนตัม
การเปลี่ยนฟังก์ชันแฮชจะไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างโดยรวมของเส้นทางหลังควอนตัมของ Ethereum ลายเซ็น BLS ที่ผู้ตรวจสอบใช้อยู่ในปัจจุบัน依赖เส้นโค้งวงรี แผนในอนาคตยังคง基于ลายเซ็นแบบ hash-based เช่น leanXMSS และ leanVM จะบีบอัดลายเซ็นจำนวนมากให้เป็นหลักฐานชิ้นเล็กชิ้นเดียวต่อบล็อก การเปรียบเทียบที่ให้ไว้ในหน้าอย่างเป็นทางการของ Ethereum ก่อนหน้านี้คือ ลายเซ็น leanXMSS มีขนาดประมาณ 3,000 ไบต์ ในขณะที่ลายเซ็น BLS มีเพียง 96 ไบต์ และเป้าหมายการบีบอัดข้อมูลของ leanVM อยู่ที่ประมาณ 250 เท่า
SHA2 หรือ BLAKE2s มีประวัติการวิเคราะห์สาธารณะที่ยาวนานกว่า EF สามารถลดเวลาที่ต้องรอให้พารามิเตอร์ของ Poseidon ผ่านการวิเคราะห์การเข้ารหัสเป็นเวลาหลายปี strawmap ที่ Drake ให้ไว้ชี้ไปที่ leanVM ระดับโปรดักชันในปี 2027 และการปรับใช้เลเยอร์ฉันทามติ เลเยอร์ข้อมูล และเลเยอร์การดำเนินการในปี 2028
การแข่งขันระหว่างคู่แข่ง, Solana เลือก Falcon
Ethereum ไม่ใช่บล็อกเชนสาธารณะกระแสหลักเพียงเจ้าเดียวที่เตรียมพร้อมสำหรับยุคหลังควอนตัม มูลนิธิ Solana เผยแพร่โรดแมปความปลอดภัยหลังควอนตัมในเดือนเมษายน 2026 โดยทีมพัฒนาหลัก Anza และ Firedancer ของ Jump Crypto หลังจากวิจัยอย่างอิสระ ต่างเลือกแผนลายเซ็นหลังควอนตัมแบบเดียวกันคือ Falcon
Falcon เป็นหนึ่งในแผนลายเซ็นหลังควอนตัมที่ได้มาตรฐาน NIST ลายเซ็นมีขนาดกะทัดรัด เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมบล็อกเชนที่มีปริมาณงานสูงอย่าง Solana
ทีมพัฒนาคล้ายไคลเอนต์ตัวตรวจสอบหลักสองทีม Anza และ Firedancer หลังจากวิจัยอย่างอิสระ ตกลงเลือกแผนลายเซ็นดิจิทัลหลังควอนตัม Falcon และได้เปิดเผยโค้ดการนำไปใช้เบื้องต้นบน GitHub ตามลำดับ โรดแมปปัจจุบันแบ่งเป็นสามขั้นตอน: ประเมิน Falcon และทางเลือกอื่นอย่างต่อเนื่อง; นำแผนหลังควอนตัมมาใช้สำหรับกระเป๋าเงินใหม่เมื่อภัยคุกคามควอนตัมกลายเป็นจริง; และสุดท้ายย้ายกระเป๋าเงินที่มีอยู่ทั้งหมด นอกจากนี้ Solana Winternitz Vault ของ Blueshift ได้ดำเนินการในระบบนิเวศมานานกว่าสองปีแล้ว และได้รับการอ้างอิงในสมุดปกขาวของ Google Quantum AI เมื่อต้นปีนี้ว่าเป็นกรณีศึกษาชั้นนำของอุตสาหกรรม
มูลนิธิ Solana กล่าวว่า การที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมก่อให้เกิดภัยคุกคามที่แท้จริงยังต้องใช้อีกหลายปี และไม่จำเป็นต้องย้ายถิ่นฐานทันที แต่การวิจัย โครงสร้างพื้นฐาน และการประสานงานของระบบนิเวศพร้อมแล้ว และเมื่อถึงเวลาที่เหมาะสมก็สามารถเริ่มได้อย่างรวดเร็ว คาดว่าจะไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของเครือข่าย
Starknet เป็นคู่เปรียบเทียบที่ใกล้เคียงกับทิศทางใหม่ของ EF มากที่สุดในปัจจุบัน StarkWare ประกาศโรดแมปเมื่อวันที่ 30 มิถุนายน โดยแบ่งเป็นสามขั้นตอน: ขั้นตอนแรกจะแทนที่อัลกอริธึมแฮช Pedersen ด้วย BLAKE2 สำหรับการผูกมัดสถานะ ที่อยู่คอนแทรก และการกำหนดค่าเครือข่าย พร้อมทั้งแนะนำลายเซ็นฉันทามติหลังควอนตัม เช่น Falcon-512; ขั้นตอนที่สองเน้นเครื่องมือย้ายถิ่นฐานสำหรับคอนแทรกแบบดั้งเดิม ในขณะที่ขั้นตอนสุดท้ายเน้นการแก้ไข dependencies ภายนอกที่ยังเกี่ยวข้องกับ Ethereum รวมถึง bridge syscalls และ blob data availability; และขั้นตอนที่สามขึ้นอยู่กับเส้นทางการย้ายถิ่นฐานของ Ethereum เอง
เมื่อเทียบกับบล็อกเชนสาธารณะอื่นๆ Ethereum เลือกเส้นทางที่ "กำหนดมาตรฐานก่อน แล้วจึงเคลื่อนโค้ด" การละทิ้ง Poseidon เพื่อหันไปใช้ SHA2/BLAKE2 แท้จริงแล้วคือการเลือก primitive การเข้ารหัสที่成熟และได้รับการตรวจสอบอย่างกว้างขวางมากขึ้นในยุคหลังควอนตัม
