2029倒计时：以太坊抗量子长跑从Hegotá鸣枪
- 核心观点：以太坊基金会为应对量子计算威胁，设定了2029年12月作为完成一层网络抗量子改造的工程期限，并将Hegotá升级视为决定后续计划能否按时推进的关键起点。
- 关键要素：
- 以太坊基金会采用保守假设，按Q-day最早2030年到来做准备，目标是在2029年12月前使执行层、共识层和数据层具备完整的抗量子能力。
- 抗量子改造需要提前多年准备，因为涉及多套密码结构，必须经过规范设计、客户端实现、安全审查和主网协调等流程，无法临时更换。
- 在基准路线中，Glamsterdam计划于2026年12月上线，L*（完整的抗量子目标）定于2029年12月，期间需要完成Hegotá、I*、J*等五次升级，节奏较为激进。
- Hegotá并非抗量子升级，但其中的S级提案EIP-7805 FOCIL（强制纳入列表）和EIP-8141 Frames（可编程交易验证）为后续迁移奠定了基础。
- FOCIL旨在通过验证者投票来约束区块构建者的交易筛选权，而Frames则提供“密码敏捷性”，使账户未来可以灵活更换签名方案。
- 多项A级提案如EIP-8365（退出BLS提款凭证）、EIP-8298（账户代码复用）等，共同支持账户安全和抗量子迁移路径。
- 协议团队计划于2027年1月重新评估量子发展情况，2029年的期限在必要时可以调整，但在此期间被视为不可轻易让步的工作目标。
ผู้เขียนต้นฉบับ: KarenZ, Foresight News
คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังไม่เคาะประตูบล็อกเชน แต่มูลนิธิอีเธอเรียมได้วงกลมวันที่ไว้ในปฏิทินแล้ว: ธันวาคม 2029
นี่คือกำหนดเวลาเชิงวิศวกรรมที่ทีมโปรโตคอลของมูลนิธิอีเธอเรียมตั้งไว้ให้กับตัวเอง: เตรียมการตามสถานการณ์ที่ภัยคุกคามควอนตัมอาจมาถึงเร็วขึ้น โดยพยายามปรับปรุงเลเยอร์ 1 ของอีเธอเรียมให้ต้านทานควอนตัมได้อย่างสมบูรณ์ก่อนที่ความเสี่ยงจะใกล้เข้ามาจริงๆ
Hegotá ที่กำลังวางแผนอยู่ แม้จะไม่ได้เปลี่ยนอีเธอเรียมให้เป็นบล็อกเชนที่ต้านทานควอนตัมได้อย่างสมบูรณ์โดยตรง แต่จะกำหนดว่าแผนการดำเนินการในภายหลังจะสามารถดำเนินไปตามกำหนดเวลาได้หรือไม่
EF กำหนดเส้นตายปี 2029 ให้กับ 'Q-day' ล่วงหน้า
'Q-day' มักใช้เพื่ออ้างถึงจุดเวลาสมมติ: เมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีความสามารถในการโจมตีจริงปรากฏขึ้น ระบบเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่มีอยู่จึงเผชิญกับภัยคุกคามที่สำคัญ
ไม่มีใครสามารถคาดเดาได้อย่างแม่นยำว่ามันจะมาถึงเมื่อใด มูลนิธิอีเธอเรียมยอมรับอย่างชัดเจนว่าการคาดการณ์ที่น่าเชื่อถือส่วนใหญ่ระบุว่า Q-day จะมาช้ากว่าปี 2030 หรืออาจช้ากว่านั้นมาก และก็มีความเป็นไปได้ที่มันจะไม่มาถึงเลย
ทีมโปรโตคอลของมูลนิธิอีเธอเรียมใช้สมมติฐานเชิงวิศวกรรมที่ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม: เลเยอร์ 1 ของอีเธอเรียมควรเตรียมการล่วงหน้าตามสถานการณ์ที่ Q-day อาจมาถึงเร็วที่สุดในปี 2030
ด้วยเหตุนี้ ทีมโปรโตคอลจึงเสนอเป้าหมาย: พยายามทำให้ทั้งสามส่วน ได้แก่ execution, consensus และ data ของเลเยอร์ 1 อีเธอเรียมมีความสามารถในการต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์ภายในเดือนธันวาคม 2029
เป้าหมายนี้ไม่ได้ถูกกำหนดขึ้นมาโดยไม่มีการปรับเปลี่ยน ทีมโปรโตคอลวางแผนที่จะประเมินการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมอีกครั้งในเดือนมกราคม 2027 โดยปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญภายนอก ก่อนหน้านั้น กำหนดเส้นตายปี 2029 จะถูกถือเป็นเป้าหมายการทำงานที่ไม่ควรลดหย่อนได้โดยง่าย
เหตุผลที่การปรับปรุงระบบต้านทานควอนตัมต้องใช้เวลาเตรียมการหลายปี ก็เพราะอีเธอเรียมไม่ได้ใช้เทคนิคการเข้ารหัสเพียงชนิดเดียว และการเปลี่ยนอัลกอริทึมลายเซ็นเพียงอย่างเดียวก็นำไปสู่การย้ายระบบไม่ได้ วิธีที่ผู้ใช้บัญชีพิสูจน์ว่าธุรกรรมได้รับอนุญาต วิธีที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องมีส่วนร่วมในกลไกฉันทามติ และวิธีที่ข้อมูลถูกตรวจสอบ ล้วนเกี่ยวข้องกับโครงสร้างการเข้ารหัสที่แตกต่างกัน การปรับเปลี่ยนใดๆ จะต้องผ่านการออกแบบข้อกำหนด การพัฒนาไคลเอนต์ การตรวจสอบความปลอดภัย การทดสอบเครือข่าย devnet และการประสานงานบนเมนเน็ต ไม่สามารถรอจนกว่าภัยคุกคามจะปรากฏแล้วจึงเริ่มจัดการได้
Hegotá ไม่ใช่ 'การอัปเกรดต้านทานควอนตัม' หากแต่เป็นการสอบครั้งแรกของทั้งแผน
ตามเส้นทางอ้างอิงที่ทีมโปรโตคอลของมูลนิธิอีเธอเรียมเปิดเผยในปัจจุบัน การอัปเกรดเครือข่าย Glamsterdam มีแผนจะเปิดตัวบนเมนเน็ตในเดือนธันวาคม 2026 โดยความสามารถต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์ถูกกำหนดไว้ในการ Hard Fork ครั้งที่ห้าหลังจาก Glamsterdam ซึ่งคือ L* โดยมีเป้าหมายเวลาคือเดือนธันวาคม 2029 จาก Glamsterdam ถึง L* มีเวลาเพียงสามปี หากต้องดำเนินการ Hegotá, I*, J*, K* และ L* ตามลำดับ โดยเฉลี่ยแล้วแต่ละการอัปเกรดจะมีเวลาเพียงประมาณ 7.2 เดือนเท่านั้น
นี่คือตารางเวลาที่ค่อนข้างเร่งรัด ปัจจุบันมูลนิธิอีเธอเรียมยังไม่ได้ประกาศเวลาขึ้นเมนเน็ตที่แน่นอนสำหรับ Hegotá, I*, J* และ K* แยกกัน สิ่งที่แน่นอนคือ ทีมไคลเอนต์คาดว่าจะเริ่มดำเนินการ Hegotá อย่างเร็วที่สุดในช่วงปลายไตรมาสที่สี่ของปี 2026 ในขณะที่การวิจัย ข้อกำหนด และการทดสอบของหลายเวอร์ชันถัดไปจะต้องดำเนินการแบบขนาน
ตามเส้นทางปัจจุบัน การเตรียมการหลักของแต่ละระยะมีดังนี้:
- Hegotá: อยู่ที่จุดเริ่มต้นของเส้นทางนี้ บทบาทอย่างเป็นทางการของมันชัดเจนมาก: Hegotá ตัวมันเองไม่ใช่การอัปเกรดต้านทานควอนตัม แต่จะกำหนดว่าการอัปเกรดต้านทานควอนตัมที่ตามมาจะดำเนินการได้ทันเวลาหรือไม่
- I*: ปรับใช้ทะเบียนคีย์สาธารณะต้านทานควอนตัม เพื่อสร้างพื้นฐานโปรโตคอลสำหรับการลงทะเบียนและการใช้คีย์สาธารณะต้านทานควอนตัมของบัญชี; ในขณะเดียวกัน การแยกฉันทามติ (de-coupled consensus) เป็นตัวเลือกหลักที่นำหน้าของเวอร์ชันนี้ และงานออกแบบและย้ายโครงสร้างสถานะที่ค่อนข้างใหญ่ก็คาดว่าจะเริ่มต้นจาก I* เช่นกัน
- J*: สร้างเลเยอร์ 1 'Minimum Viable Quantum-Resistant' หรือ MV-PQ องค์ประกอบสำคัญประกอบด้วยกลไก heartbeat ที่ต้านทานควอนตัมบนชั้นฉันทามติ การสุ่มตัวอย่าง leanDA หลังควอนตัมบนชั้นข้อมูล และธุรกรรม leanSPHINCS หลังควอนตัมบนชั้น execution
- K*: ตามลำดับอ้างอิงปัจจุบัน นำเสนอการบังคับใช้ proof การดำเนินการ (execution proofs) ในเวลานั้น ทิศทางการพัฒนาสำหรับผู้ตรวจสอบความถูกต้องคือการตรวจสอบ execution proof ที่กระชับ แทนที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องแต่ละรายจะต้อง re-execute บล็อกเต็มรูปแบบ
- L*: ตามลำดับอ้างอิงปัจจุบัน เพิ่มข้อความพิสูจน์ต้านทานควอนตัมที่จำเป็นต่อฉันทามติที่ต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์ นั่นคือ post-quantum attestations และบรรลุเป้าหมายการต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์บนชั้น execution, consensus และ data ในเดือนธันวาคม 2029
อย่างไรก็ตาม ลำดับงานของ K* และ L* ยังไม่ได้รับการตัดสินใจขั้นสุดท้าย ทีมโปรโตคอลกำลังประเมินแผนการสลับ: เลื่อนข้อความพิสูจน์ต้านทานควอนตัมจาก L* มาที่ K* เพื่อให้ความสามารถต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นได้เร็วขึ้น ขณะเดียวกันก็เลื่อนการบังคับใช้ execution proofs จาก K* ไปที่ L* หากใช้แผนนี้ บทบาทเฉพาะของ K* และ L* รวมถึงจังหวะการอัปเกรดจะเปลี่ยนแปลงไปตามนั้น ดังนั้น คำกล่าวที่แม่นยำที่สุดในตอนนี้คือ: ธันวาคม 2026 เป็นเป้าหมายเมนเน็ตปัจจุบันของ Glamsterdam ส่วนธันวาคม 2029 เป็นเป้าหมายของ L* และความสามารถต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์ในเส้นทางอ้างอิง ลำดับภายในของ K* และ L* ยังคงอาจมีการปรับเปลี่ยนได้
นักวิจัย นักพัฒนาไคลเอนต์ ผู้ตรวจสอบความปลอดภัย และทีมทดสอบต้องทำงาน Hegotá ให้เสร็จสิ้น และเตรียมข้อกำหนดและต้นแบบสำหรับ I*, J*, K* และ L* ล่วงหน้าด้วย หาก Hegotá รวมฟีเจอร์ที่ส่งผลกระทบซึ่งกันและกันมากเกินไป มันไม่เพียงแต่จะทำให้การเปิดตัวของตัวเองล่าช้า แต่ยังจะกินทีมงานที่จำเป็นสำหรับงานต้านทานควอนตัมในภายหลัง
ดังนั้น ทีมโปรโตคอลของมูลนิธิอีเธอเรียมจึงแบ่งข้อเสนอผู้สมัครของ Hegotá ออกเป็นระดับ S (2 รายการ), A (15 รายการ), B (8 รายการ), C (7 รายการ), DFI (28 รายการ) และ TBD (2 รายการ) รวมทั้งหมด 62 ข้อเสนอผู้สมัคร ระดับ S หมายถึงต้องส่งมอบ; ระดับ A หมายถึงลำดับความสำคัญสูง คาดว่าจะส่งมอบ; ระดับ B ยังต้องเป็นไปตามเงื่อนไข เช่น ข้อกำหนด ต้นแบบ หรือการยืนยันผู้รับผิดชอบ; ระดับ C อยู่ต่ำกว่าเกณฑ์การรวมชั่วคราว; DFI หมายถึงไม่แนะนำให้รวมในการอัปเกรดครั้งนี้; ส่วน TBD หมายถึงรอการตัดสินใจ
S-level สองรายการของ Hegotá: FOCIL และ Frames
ในการจัดระดับ Hegotá ที่ทีมโปรโตคอลประกาศ มี EIP เพียงสองรายการเท่านั้นที่เข้าสู่ระดับ S: EIP-7805 FOCIL บนชั้นฉันทามติ และ EIP-8141 Frame Transactions บนชั้น execution
ทั้งสองจัดการกับปัญหาสำคัญสองประการในวงจรชีวิตของธุรกรรม: ธุรกรรมที่มีคุณสมบัติตรงตามเงื่อนไขจะสามารถเข้าไปในบล็อกได้หรือไม่ และบัญชีสามารถใช้วิธีใดในการตรวจสอบและดำเนินการธุรกรรม
FOCIL (EIP-7805) ย่อมาจาก "Fork-choice enforced Inclusion Lists" เป้าหมายของมันคือการปรับปรุงการรับประกันการรวมธุรกรรมของอีเธอเรียม
ปัจจุบัน ผู้สร้างบล็อกมืออาชีพครองการสร้างบล็อก การแบ่งงานนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสร้างบล็อก แต่หากการผลิตบล็อกกระจุกตัวอยู่ในผู้สร้างเพียงไม่กี่รายเป็นเวลานาน พวกเขาอาจมีความสามารถในการกรองธุรกรรมที่แข็งแกร่ง FOCIL จึงเพิ่มชั้นข้อจำกัดการรวมจากผู้ตรวจสอบความถูกต้องนอกเหนือจากกระบวนการสร้างบล็อกปกติ
ตามการออกแบบของ FOCIL ทุก Slot จะเลือกกลุ่มผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพื่อจัดตั้ง 'IL committee' (คณะกรรมการรายการการรวม) สมาชิกคณะกรรมการจะสร้างและเผยแพร่รายการการรวมตามธุรกรรมที่รอดำเนินการที่ตนเห็น ผู้สร้างบล็อกของ Slot ถัดไปจะรวบรวมรายการเหล่านี้ และเพิ่มธุรกรรมที่ตรงตามเงื่อนไขการดำเนินการลงในบล็อกที่ตนสร้าง ผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่รับผิดชอบในการรับรองบล็อกใหม่ จะบันทึกรายการการรวมที่ตนได้รับอย่างทันท่วงที และตรวจสอบว่าบล็อกตรงตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องหรือไม่
หากบล็อกละเว้นธุรกรรมในรายการที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องบันทึกไว้โดยไม่มีเหตุผลอันสมควร ผู้รับรองจะไม่ลงคะแนนให้กับบล็อกนั้น แม้ว่าบล็อกดังกล่าวจะยังคงเป็นบล็อกที่ถูกต้องในระดับ execution ก็ไม่สามารถได้รับการสนับสนุนจากฉันทามติที่จำเป็นต่อการเข้าสู่ chain มาตรฐานได้ นี่คือความหมายของ FOCIL: มันไม่ได้ให้สมาชิกคณะกรรมการแก้ไขบล็อกโดยตรง แต่ใช้การลงคะแนนหรือไม่ลงคะแนนของผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพื่อจำกัดการเลือกของผู้สร้างบล็อก
EIP-8369 ที่มาคู่กัน อธิบายเพิ่มเติมว่าธุรกรรมประเภทใดเหมาะสมที่จะได้รับการรับประกันการรวมแบบบังคับของ FOCIL เหตุผลที่ธุรกรรมทั่วไปถูกละเว้นนั้นค่อนข้างตรวจสอบได้ง่าย; ธุรกรรม Frames อนุญาตให้มีการตรวจสอบที่ตั้งโปรแกรมได้ ทำให้ต้นทุนการตัดสินใจสูงขึ้น จึงจำเป็นต้องจำกัดช่วงสถานะที่สามารถอ่านได้และงบประมาณการตรวจสอบเพิ่มเติม
พูดง่ายๆ คือ FOCIL ไม่ได้ให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้องแย่งงานของผู้สร้างบล็อก แต่เพิ่มกฎชั้นฉันทามติให้กับผู้สร้างบล็อก: คุณยังคงสามารถจัดเรียงธุรกรรมส่วนใหญ่ในบล็อกได้ แต่ไม่สามารถเพิกเฉยต่อธุรกรรมที่มีคุณสมบัติตรงตามรายการของคณะกรรมการอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีเหตุผลอันสมควร
Frame Transactions (EIP-8141) จัดการกับปัญหาชั้นบัญชี โดยวางแผนที่จะทำให้การตรวจสอบธุรกรรม การดำเนินการธุรกรรม และการชำระค่าแก๊สสามารถตั้งโปรแกรมได้มากขึ้นบนชั้นโปรโตคอล ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับ native account abstraction Vitalik เป็นหนึ่งในผู้เขียนร่วมของ EIP-8141
ปัจจุบัน บัญชีอีเธอเรียมทั่วไปส่วนใหญ่พึ่งพาการเซ็นชื่อด้วยคีย์ส่วนตัวประเภทคงที่ Frames ต้องการให้บัญชีใช้ตรรกะการตรวจสอบที่ยืดหยุ่นมากขึ้น เช่น การใช้รูปแบบลายเซ็นใหม่ การรวมเงื่อนไขการอนุญาตหลายเงื่อนไข หรือให้บัญชีอื่นจ่ายค่าธรรมเนียมธุรกรรม นอกจากนี้ยังสนับสนุนการรวมลายเซ็น และอนุญาตให้นำเสนอรูปแบบลายเซ็นใหม่ในอนาคต โดยไม่จำเป็นต้อง Hard Fork แยกต่างหากสำหรับแต่ละรูปแบบ
แต่ Frames ตัวมันเองไม่ใช่รูปแบบลายเซ็นต้านทานควอนตัมที่สมบูรณ์ และจะไม่ยกเลิกคีย์ที่มีอยู่ในทันทีหลังจากการเปิดตัว Hegotá สิ่งที่มันมอบให้คือ 'ความคล่องตัวด้านการเข้ารหัส' (cryptographic agility): ในอนาคตหากจำเป็นต้องเปลี่ยนรูปแบบลายเซ็น บัญชีจะสามารถย้ายระบบผ่านการตรวจสอบที่ตั้งโปรแกรมได้ แทนที่จะถูกล็อกด้วยระบบคีย์เดียวอย่างถาวร
Frames ยังต้องการข้อเสนอระดับ A อีกสองรายการเป็นส่วนประกอบหลัก EIP-8250 Keyed Nonces อนุญาตให้ผู้ส่งรายเดียวกันใช้ช่อง nonce ที่เป็นอิสระต่อกัน ทำให้ธุรกรรมต่างๆ ไม่จำเป็นต้องบล็อกกันเนื่องจากการแบ่งปันลำดับที่เข้มงวดเพียงรายการเดียว; EIP-8272 อนุญาตให้ธุรกรรมใช้สถานะบนเชนล่าสุดที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องสามารถตรวจสอบได้ ทำให้ธุรกรรม privacy ที่เกี่ยวข้องได้รับการรับประกันการรวมที่ FOCIL มอบให้
ดังนั้น FOCIL และ Frames จึงไม่ใช่ฟีเจอร์สองอย่างที่ไม่เกี่ยวข้องกัน อดีตเปลี่ยนว่าธุรกรรมที่มีคุณสมบัติใดบ้างที่บล็อกต้องรวม ส่วนหลังเปลี่ยนโครงสร้างการตรวจสอบของธุรกรรมเอง ความสามารถในการทำงานร่วมกันอย่างปลอดภัยของทั้งสองคือหนึ่งในภารกิจการทดสอบที่สำคัญที่สุดของ Hegotá
นอกจากระดับ S แล้ว มี EIP ใดที่น่าสนใจอีกบ้าง?
ข้อเสนอระดับ S กำหนดแนวหลักของ Hegotá แต่ข้อเสนอระดับ A หลายรายการก็จะส่งผลต่อความปลอดภัยของบัญชี การย้ายระบบต้านทานควอนตัม execution proofs และการคิดราคาทรัพยากรของอีเธอเรียมในอนาคต
ประการแรกคือ EIP-8365 โดยวางแผนที่จะเริ่มกระบวนการยุติการใช้งาน BLS withdrawal credentials บางส่วนทีละน้อย เนื่องจาก credentials เหล่านี้ยังพึ่งพาเทคโนโลยีการเข้ารหัสที่อาจสูญเสียความปลอดภัยเมื่อเผชิญกับการโจมตีควอนตัมที่แข็งแกร่งเพียงพอ ทีมโปรโตคอลเชื่อว่าการย้ายระบบนี้สามารถเริ่มต้นได้ล่วงหน้า โดยไม่จำเป็นต้องรอให้การออกแบบฉันทามติที่ต้านทานควอนตัมอย่างสมบูรณ์ได้รับการกำหนดก่อน
ในด้านความปลอดภัยของบัญชี EIP-7906, EIP-8298 และ EIP-8151 ถูกมองว่าเป็นชุดส่วนขยายของ Frames
EIP-7906 นำเสนอกลไก Transaction Assertions ให้ธุรกรรมตรวจสอบก่อนการส่งขั้นสุดท้ายว่าผลลัพธ์ที่ระบุเกิดขึ้นหรือไม่ กลไกนี้มีจุดประสงค์เพื่อลดความสูญเสียที่เกิดจากสัญญาที่เป็นอันตรายดูดทรัพย์สินในกระเป๋าเงิน และพฤติกรรม MEV บางส่วน อย่างไรก็ตาม ช่วงการอ่านที่เฉพาะเจาะจงของข้อเสนอนี้ยังอยู่ในระหว่างการศึกษาและจำกัดให้แคบลง ดังนั้นจึงไม่สามารถเขียนการออกแบบปัจจุบันเป็นข้อกำหนดสุดท้ายที่ล็อกแล้วได้
