Vitalik Buterin sprach kürzlich über das Ethereum-Upgrade „The Splurge“, das seiner Meinung nach das Netzwerk gegen Bedrohungen durch Quantencomputer resistent machen wird.

In einem Blogbeitrag vom 29. Oktober diskutierte Buterin die umfangreiche Arbeit, die noch notwendig ist, um dieses Ziel zu erreichen, und erklärte, dass sich die Splurge-Phase auf die Verbesserung der Sicherheit, der Transaktionseffizienz und der kryptografischen Belastbarkeit von Ethereum konzentrieren werde.

In seinem Beitrag bemerkte Buterin, dass es „nicht einmal Quantencomputer“ in einer Form gebe, die leistungsstark genug sei, um eine echte Bedrohung für die Blockchain-Verschlüsselung darzustellen.

Ihm zufolge handelt es sich bei aktuellen Quantencomputern entweder um frühe Prototypen oder um Geräte mit „nicht realen“ Fähigkeiten. Er wies darauf hin, dass sie noch nicht in der Lage seien, sinnvolle Berechnungen durchzuführen, was ein Risiko für die Sicherheit von Ethereum darstellen würde.

Buterin fügte hinzu, dass der Zeitpunkt, wann Quantencomputer der breiten Masse zur Verfügung stehen würden, erst „Jahrzehnte“ nachdem „mächtige Institutionen über ein Gerät verfügen, das die elliptische Kurvenkryptographie knacken kann“ kommen werde.

Dieser Splurge ist Teil der mehrphasigen Roadmap von Ethereum, die The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge und The Splurge umfasst, die jeweils darauf abzielen, unterschiedliche Teile der Blockchain zu stärken.

Mit Splurge soll der Endspielzustand der Ethereum Virtual Machine (EVM) stabilisiert, eine „Kontoabstraktion“ eingeführt und „fortgeschrittene Kryptografie“ erforscht werden, um eine langfristige Netzwerksicherheit zu gewährleisten.

Um die Quantenresistenz von Ethereum zu verbessern, wird in der Spkurge-Phase schrittweise quantenresistente Kryptografie durch Kontoabstraktion und erweiterte kryptografische Grundelemente wie zk-STARKs integriert.

Zu den weiteren Taktiken gehören die Unterstützung quantenresistenter Algorithmen, etwa hashbasierter kryptografischer Techniken, und die Ermöglichung flexibler Kontosicherheit, einschließlich rotierender kryptografischer Schlüssel.

Darüber hinaus könnten künftige Weiterentwicklungen wie die vollständig homomorphe Verschlüsselung (FHE) und die Ununterscheidbarkeitsverschleierung – die im Splurge-Bericht beschrieben werden – die Abwehrmechanismen von Ethereum weiter stärken, indem sie sichere Berechnungen ermöglichen, ohne vertrauliche Daten preiszugeben, was Quantenangriffe schwieriger macht.

Mit dem Splurge wird außerdem das Transaktionsgebührenmodell von Ethereum durch ein Konzept „optimiert“, das Buterin als „multidimensionales Gas“ bezeichnet.

Das Ziel besteht darin, die Skalierbarkeit zu verbessern und „bei gleichzeitiger Risikoreduzierung“ zu erreichen.

Laut dem Ethereum-Mitbegründer zielt der Ansatz darauf ab, separate Preise und Limits für separate Ressourcen einzuführen, was den „Worst-Case“-Ressourcenverbrauch reduzieren kann und somit „die Notwendigkeit verringert, die Leistung zu optimieren, um z. B. STARKed-Hash-basierte Binärbäume zu unterstützen.“

Der Rand

Dieses Konzept ist nicht neu; Buterin hatte es zuvor in einem anderen Blogbeitrag besprochen und dabei die Pläne für die Ethereum-Plattform „The Verge“ angesprochen.

Bei The Verge liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung des Knotenbetriebs, um ressourceneffizienter zu werden.

Eine große Änderung, die in dieser Phase erwartet wird, ist die Einführung der „zustandslosen Verifizierung“, die es Knoten ermöglichen würde, Blöcke zu validieren, ohne große Mengen an Speicherplatz zu benötigen.

Dieses Upgrade könnte den Betrieb von Ethereum-Knoten zugänglicher und erschwinglicher machen und möglicherweise leichteren Geräten ermöglichen, Verifizierungsaufgaben durchzuführen.

Um dies zu erreichen, untersuchen die Entwickler von Ethereum die Verwendung von STARK-basierten binären Hash-Bäumen, die eine quantenresistentere und skalierbarere Option bieten, aber auch mehr Ressourcen wie Rechenleistung und Speicher erfordern.

Laut Buterin kann die Implementierung mehrdimensionaler Gasmodelle dazu beitragen, die Ressourcenbelastung zu verringern, indem verschiedenen Ressourcentypen spezifische Gaskosten zugewiesen werden.

Die Geißel

In einem Blogbeitrag vom 21. Oktober gab der Ethereum-Mitbegründer Einzelheiten zur „Scourge“-Phase bekannt, in der einige wichtige Probleme angegangen werden, etwa die Verringerung der Zentralisierung des Ethereum-Stakings, die laut Buterin zu einem höheren Risiko von 51%-Angriffen und Transaktionszensur führen kann.

Um das Problem anzugehen, schlug Buterin ein zweistufiges Staking-Modell vor: eine Stufe für „risikobehaftetes“ (kürzbares) Staking und eine andere für „risikofreies“ (nicht kürzbares) Staking.

Mit diesem Setup sollen Chancen und Risiken ausgeglichen werden, um zu verhindern, dass einige wenige große Akteure zu viel Kontrolle über das Netzwerk erlangen.

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