Die Zcash Privacy Tech, die dem Übergang von Ethereum zu Eth 2.0 zugrunde liegt

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Der Konsensalgorithmus von Ethereum ist nicht das einzige, was sich mit der Einführung von Eth 2.0 ändert. Die zugrunde liegende Kryptographie selbst wird auf der Grundlage führender Forschungsergebnisse der Electric Coin Company überarbeitet.

Die neue elliptische Paarungskurve mit der Bezeichnung BLS12-381 koordiniert Transaktionen im EthS-Netzwerk Proof of Stake (PoS) Eth 2.0 sicher und eröffnet Möglichkeiten für Dateneinsparungen und datenschutztechnische Lösungen.

Derzeit werden die Vor- und Nachteile dieser Kurve mit dem Ethereum-Verbesserungsvorschlag 2537 in das Netzwerk eingearbeitet. Diese EIP soll mit der 10. harten Gabel des Protokolls, Berlin, ausgeliefert werden, die voraussichtlich für Juli geplant ist.

Als harte Gabel wird Berlin bis zu vier abwärtskompatible Upgrades hinzufügen, von denen zwei weiterhin überprüft werden und möglicherweise nicht enthalten sind (obwohl dies unwahrscheinlich bleibt, da alle vier EIPs von jedem Ethereum-Client auf verschiedenen Ebenen implementiert werden). .

Derzeit läuft ein Testnetz, Yolo, das Trockenläufe ohne Anwendungen durchführt, für EIP 2537 und einen weiteren Vorschlag, EIP 2315, mit dem der Ethereum Virtual Machine (EVM) „einfache Unterprogramme“ hinzugefügt werden.

Für Eth 2.0 ist EIP 2537 eine Einführung in die interessante Kryptografiearbeit, die dem neuen Netzwerk zugrunde liegt, und beantwortet eine Frage, über die sich Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin seit den Anfängen des Netzwerks Gedanken gemacht hat.

Von 1.x bis 2.0

Um Eth 2.0 zu starten, muss eine technische Brücke zwischen dem bestehenden Eth 1.x und Eth 2.0 von Ethereum bestehen.

BLS12-381 untermauert eine solche Option, indem ein Eth 2.0-Lite-Client innerhalb des aktuellen Ethereum-Netzwerks erstellt wird. Dies geht aus einem Artikel des Ethereum-Entwicklers Alex Stokes vom April Medium hervor.

Kurz gesagt, Eth 2.0 wird schrittweise eingeführt, beginnend mit Phase 0 im dritten Quartal 2020. Phase 0 wird mit der Beacon-Kette beginnen, einem Koordinierungsmechanismus für Anleger, die Fonds einsetzen. In PoS-Netzwerken wie Tron oder EOS fungieren abgesteckte Fonds als Abstimmungsmechanismus und Anreiz, an der Überprüfung von Transaktionen teilzunehmen.

Weiterlesen: Vitalik Buterin erläutert die Bemerkungen zum voraussichtlichen Startdatum von Eth 2.0

Eth 1.x arbeitet mit dem Proof-of-Work-Algorithmus (PoW) und verfügt über ein völlig separates kryptografisches Schema namens Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), das auch von Bitcoin und anderen Kryptowährungen verwendet wird.

Um die PoW- und PoS-Netzwerke zu überbrücken, ist jedoch eine gemeinsame Sprache erforderlich.

Dies ist, was EIP 2537 tut – indem es einen kryptografischen Übersetzer zwischen den beiden Netzwerken in einer sogenannten Vorkompilierung der zugrunde liegenden Grundelemente von Eth 2.0 bereitstellt. Diese Vorkompilierung ermöglicht einen Lite-Client.

In der Praxis würde ein Lite-Client als intelligenter Vertrag innerhalb des EVM erstellt. Angesichts der eingeschränkten Funktionalität des Kunden besteht sein Hauptzweck darin, Ether (ETH) in die neue Kette zu portieren, eine Voraussetzung für das Einsteigen von Personen in das neue Netzwerk.

Darüber hinaus könnten Layer 2 (L2) -Lösungen zur Skalierung von Ethereum und Eth 2.0 auf dem Lite-Client erstellt werden, sagte Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin in einem Beitrag von Ethereum Magicians im April.

"Wenn wir das haben, ist ein eth2-in-eth1-Client eigentlich nicht so schwer, was die Tür zu Anwendungen öffnet, die eth2 als Verfügbarkeits-Engine verwenden (dh Dinge wie Plasma, aber möglicherweise leistungsfähiger)", schrieb Buterin.

Das richtige Primitiv finden

Die nächste Iteration von Ethereum hat weitaus größere Ambitionen, als die ECDSA bewältigen kann. Glücklicherweise haben 10 Jahre Kryptowährungsforschung in mindestens einem Thema Früchte getragen: der Kryptographie selbst, sagte der Cloudflare-Kryptograf Nick Sullivan in einem Interview mit CoinDesk. Neue Kurven wie BLS12-381 beweisen dies.

"Elliptische Kurven gibt es seit Mitte der 1980er Jahre", sagte Sullivan. "Das Problem ist, dass sie etwas eingeschränkt sind, was sie tun können. Sie können klassische Vorgänge mit öffentlichen Schlüsseln effektiv ausführen: digitale Signaturen, Verschlüsselung und Schlüsselvereinbarung. “

Alternativ bieten "paarungsfreundliche" Kurven, die Anfang der 2000er Jahre erfunden wurden, alternative Sicherheitsmaßnahmen, die für Blockchains zutreffend sind, sagte Sullivan.

Der 2017 erfundene BLS12-381 des Kryptografen Sean Bowe von Electric Coin Company, eine Variante der BLS-Kurve, die 2003 von drei kryptografischen Pionieren erfunden wurde, ist für die meisten Münzen heute vielleicht die konsequenteste. Seine Kurve und andere, die sie mögen, sind der Grund, warum Blockchains skalieren können.

"BLS12-381 ist eine spezielle Art von elliptischer Kurve (eine" paarungsfreundliche "Kurve), die kryptografische Grundelemente wie SNARKs und Vektor-Commitment-Schemata ermöglicht", sagte Bowe in einer E-Mail. "Diese Grundelemente sind sehr nützlich, um die Skalierbarkeit und den Datenschutz in Blockchain-Projekten zu verbessern."

BLS und Eth 2.0

Für Eth 2.0 kann der Vorteil in drei Teile geteilt werden: Dateneinsparung, Datenschutz und Interoperabilität.

Erstens halten Signaturen im BLS-Stil das erforderliche Rechenlicht aufrecht, indem sie kryptografische Signaturen stapeln, die Transaktionen verifizieren, so der Ethereum-Forscher Carl Beekhuizen in einem Blogbeitrag der Ethereum Foundation.

„Wenn 10% der gesamten ETH abgesteckt sind, gibt es ~ 350.000 Validatoren für eth2. Dies bedeutet, dass die Signaturen einer Epoche 33,6 Megabyte betragen, was ~ 7,6 Gigabyte pro Tag entspricht. In diesem Fall würden alle falschen Behauptungen über die Größe des eth1-Zustands, die 2018 1 TB erreichte, im Fall von eth2 in weniger als 133 Tagen zutreffen (allein aufgrund der Unterschriften). “

(Als Referenz entspricht dies fast dem Dreifachen des Gewichts der aktuellen Bitcoin-Blockchain.)

Mit BLS12-381 kann Eth 2.0 auch wissensfreie Beweise natürlicher implementieren: Datenschutzvarianten der ETH könnten in Eth 2.0 enthalten sein. Tatsächlich wurde BLS12-381 mit dem Sapling-Update 2018 als robusteres kryptografisches Grundelement hart in das Zcash-Protokoll eingebunden.

Darüber hinaus unterstreicht der Einsatz von ECC-Technologie bei Ethereum die enge Beziehung zwischen Buterin und Zooko Wilcox, Mitbegründer von Zcash und CEO von ECC. Sowohl das ECC- als auch das Zcash-Team haben in der Vergangenheit Interesse an der Verbindung der beiden Technologien gezeigt.

Weiterlesen: Zcash erhält ein Gateway in das DeFi-Ökosystem von Ethereum

Drittens eröffnet der Vorschlag die Interoperabilität zwischen verschiedenen Ketten wie Filecoin, Chia oder Algorand und Eth 2.0, ein langjähriges Versprechen mehrerer anderer Blockchains-Netzwerke wie Polkadot, die Anfang dieses Monats den Start ihres Mainnets angekündigt haben.

Die Fähigkeit von Eth 2.0, sich mit anderen Projekten zu verbinden – insbesondere mit Nicht-Bitcoin-Projekten – könnte auf verschiedene Weise zum Tragen kommen: Vielleicht teilt Ethereum seinen Wert über verschiedene Ketten hinweg, oder es schöpft Technologie aus anderen Projekten heraus und nimmt ihre Marktkapitalisierung mit.

In jedem Fall bleibt Cloudflares Sullivan von der Mathematik beeindruckt:

„Es ist eine wirklich faszinierende Kurve, wie die Dinge passieren – von den Mathematikern und Kryptographen, die in wissenschaftlichen Arbeiten darüber schreiben, und dann haben die Leute in der Ingenieurwelt damit begonnen, sie zu implementieren und zu testen, und dann wird sie in Projekte und Protokolle eingeführt und dann Teil davon Gesellschaft. Und dann landen Sie in dieser Position, in der es so viele verschiedene Optionen gibt, dass es schwierig ist, genau zu wissen, welche und warum Sie auswählen sollen. "

Offenlegung

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