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以太坊八年研发转向:弃用Poseidon哈希,拥抱SHA2与BLAKE2

八年投入急转弯:以太坊(ETH)为何突然放弃Poseidon哈希转投传统算法

经过长达八年的研发积淀,以太坊核心团队近期宣布停止使用Poseidon哈希算法,这一突发变动在社区内激起波澜。Poseidon算法曾被视为提升零知识证明(ZKP)运算效率的关键引擎,对Layer2扩容具有重要意义。然而,由于开发周期过长导致性能未达预期,且维护与迭代成本居高不下,最终促使以太坊决定回归更为成熟稳健的传统哈希体系。

此次战略调整彰显了以太坊在技术决策上的务实倾向,即把保障主网络安全性和升级节奏放在首位。

以太坊研究员 Justin Drake 在 X 发文称,以太坊基金决定在 L1 层放弃 SNARK 友好型哈希算法 Poseidon,转而采用 SHA2 或 BLAKE2 等传统哈希函数。

这一转型背后,凝结着八年时间的科研探索、数千万美元的资本注入,以及对后量子密码学路线图的一次重大修正。

自2019年问世以来,Poseidon一直被认为是zkRollup和zkVM等应用的理想选择,其结构优势在于SNARK电路中的计算成本低于基于二进制运算的传统哈希。但随着后量子安全成为以太坊不可妥协的硬性指标,Poseidon的技术局限逐渐显现。

Justin Drake 表示,这一转变得益于突破性的 SNARK 设计进展,即通过「二进制域」运算方式,使传统哈希函数在 SNARK 电路中的性能可媲美此前专为 SNARK 优化设计的 Poseidon,单台笔记本电脑每秒可完成约 100 万次传统哈希调用验证。

文章指出,Poseidon 自 2019 年推出以来一直是主流的 SNARK 友好型哈希方案,为 zkRollup 与 zkVM 等应用提供安全保障。Justin Drake 称,规划显示生产级 leanVM 预计将于 2027 年推出,共识层、数据层与执行层的相关部署预计在 2028 年完成,以太坊基金会后量子团队也在加速推进二进制域相关研究。

为何选择此时切换?

传统哈希算法长期难以融入SNARK系统,主要障碍在于计算语言的差异。SHA2、BLAKE2s和Keccak大量依赖异或、移位等布尔逻辑操作,而传统SNARK通常在大素数域上进行算术处理,模拟位运算会导致极高的约束成本。Poseidon则直接基于素数域算术构建,以较低的约束换取更快的证明速度,但这意味着算法历史较短,需持续进行密码分析。

二进制域将底层数学切换至仅包含0和1的最小素域,并利用二进制扩域承载更大数据量。这使得位运算能直接进入证明系统,SNARK开始适配传统哈希,技术重心也从“设计SNARK友好哈希”转变为“设计哈希友好SNARK”。

Jim Posen 与 Benjamin Diamond 2023 年提出的 Binius 展示了二进制塔域 SNARK 路径,Benedikt Bünz、Ron Rothblum 与 William Wang 的 Flock 论文于 2026 年 7 月 29 日上传 arXiv,其 M4 Max 基准为单核每秒证明 8.2 万次 BLAKE3 压缩、4.2 万次 SHA-256 压缩和 3 万次 Keccak 置换,10 核 BLAKE3 吞吐量超过 66 万次。

Drake 称,笔记本电脑每秒可证明约 100 万次传统哈希调用,开销约为原生 CPU 布尔计算的 100 倍;SNARK.fast 数日前在 M3 Max 上达到每秒 180 万次 BLAKE3。

2027 年 leanVM,2028 年三层部署

弃用Poseidon的另一大动因是后量子安全时间表正在加速。Project Eleven发布的《The Quantum Threat to Blockchains - 2026 Report》强调,量子计算的迅猛发展正对区块链安全构成严峻挑战。一旦「密码学相关量子计算机」(CRQC)出现,Shor算法可迅速破解ECDSA(比特币及多数公链所用)和RSA等非对称加密,预计Q-Day(量子破译日)可能在2030至2033年间到来,届时数万亿美元链上资产将面临巨大风险。

鉴于区块链公钥具有长期静态且不可回滚的特性,迁移难度极大。报告建议立即启动后量子密码学(PQC)迁移,包括采用格基、哈希等抗量子签名方案,并通过混合方案逐步过渡,以规避量子威胁全面爆发。

以太坊八年弃Poseidon

Justin Drake 警告称,AI 在密码分析方面的能力增强,已经让格基方案 HAWK 和同源方案 SQIsign 接连遭受打击 。这迫使以太坊基金会将赌注压在基于哈希的方案上,而这类方案被认为对量子攻击具有更强的抵御能力。

此前,以太坊已公布其后量子路线图,包括 2027 年部署生产级 leanVM,2028 年在共识层、执行层和数据可用性层完成部署 。leanVM 是一个专门用于后量子签名聚合的最小化零知识虚拟机,被视为整个战略的核心构件 。

2026 年 3 月,以太坊基金会推出了 pq.ethereum.org 作为后量子安全资源中心,超过 10 个客户端团队已开始每周运行后量子互操作性开发网 。基金会还设立了 100 万美元的 Poseidon Prize 和同等金额的 Proximity Prize,用于推进后量子密码学研究 。Vitalik Buterin 本人也多次强调,后量子安全是以太坊「walkaway test」(可以放心离开的测试)的必要条件,除非以太坊实现量子安全,否则不能「僵化」。

哈希函数的切换并未改变以太坊后量子路线的总体架构。目前验证者使用的BLS签名仍依赖椭圆曲线,未来方案将以leanXMSS等哈希签名为基础,再由leanVM将海量签名压缩为每个区块的小型证明。以太坊官方页面此前的对比数据显示,leanXMSS签名约3000字节,BLS签名仅96字节,leanVM的数据压缩目标约为250倍。

SHA2或BLAKE2s拥有更长的公开分析历史,EF可以减少等待Poseidon参数经受多年密码分析的时间。Drake给出的strawmap指向2027年生产级leanVM,以及2028年共识层、数据层与执行层部署。

同行竞速,Solana选定Falcon

以太坊并非唯一为后量子时代做准备的头部公链。Solana基金会在2026年4月发布了后量子安全路线图,其核心开发者Anza和Jump Crypto的Firedancer在独立研究后,不约而同地选定了同一种后量子签名方案Falcon。

Falcon是NIST标准化的后量子签名方案之一,以其紧凑的签名特性,非常适合Solana这样的高吞吐量区块链环境。

两大验证器客户端开发团队 Anza 与 Firedancer 经独立研究后一致选定后量子数字签名方案 Falcon,并已分别在 GitHub 上公开初步实现代码。当前路线图分三步:持续评估 Falcon 及替代方案;量子威胁成真时为新钱包采用后量子方案;最终将现有钱包整体迁移。此外,Blueshift 的 Solana Winternitz Vault 已在生态中运行逾两年,今年早些时候获谷歌量子 AI 白皮书引用为行业前沿案例。

Solana基金会表示,尽管量子计算构成实质威胁仍需数年,当前无需立即迁移,但研究、基础设施与生态协调均已就绪,一旦时机成熟可快速启动,预计对网络性能不会产生显著影响。

Starknet是当前最接近EF新方向的参照对象。StarkWare于6月30日公布路线图,将分三阶段进行:第一阶段用BLAKE2取代Pedersen哈希算法,用于状态承诺、合约地址和网络配置,并引入如Falcon-512等后量子共识签名;第二阶段侧重传统合约迁移工具;第三阶段则解决与以太坊相关的外部依赖项,包括桥接系统调用和blob数据可用性;第三阶段的具体实施将取决于以太坊自身的迁移路径。

相较于其他公链,以太坊选择了「先立标准、后动代码」的路径。放弃Poseidon转向SHA2/BLAKE2,实质上是在后量子时代选择了更成熟、更经得起广泛验证的密码学基元。

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