La tecnología de Privacidad de Zcash que sustenta la transición de Ethereum a ETH 2.0

El algoritmo de consenso de Ethereum no es lo único que cambia con el lanzamiento de ETH 2.0. La criptografía subyacente también se está renovando gracias a la investigación de vanguardia de Electric Coin Company.

La nueva curva de emparejamiento elíptica, denominada BLS12-381, coordinará de forma segura las transacciones en la red de prueba de participación (PoS) ETH 2.0, al tiempo que abre oportunidades para el ahorro de datos y soluciones de tecnología de privacidad.

Actualmente, los detalles de esa curva se están integrando en la red con la Propuesta de Mejora de Ethereum 2537. Esa EIP está programada para entregarse con la décima bifurcación dura del protocolo. Berlina, programado tentativamente para julio.

Como bifurcación dura, Berlín sumarácuatro actualizaciones incompatibles con versiones anteriores, dos de los cuales continúan siendo examinados y es posible que en última instancia no se incluyan (aunque esto sigue siendo poco probable dado que los cuatro EIP se están implementando en varios niveles por cada cliente de Ethereum ).

Actualmente se está llevando a cabo una red de prueba, Yolo, que realiza ejecuciones en seco sin aplicaciones, para EIP 2537 y ONE propuesta, EIP 2315, que agregará “subrutinas simples” a la Máquina Virtual Ethereum (EVM).

Para ETH 2.0, EIP 2537 es una introducción al interesante trabajo de criptografía que sustenta la nueva red al tiempo que responde a una pregunta del cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin. ha estado reflexionandodesde los primeros días de la red.

De 1.x a 2.0

Para lanzar ETH 2.0, debe existir un puente técnico entre ETH 1.x existente de Ethereum y ETH 2.0.

BLS12-381 respalda una de esas opciones al construir un "cliente liviano" ETH 2.0 dentro de la red Ethereum actual, según un informe de abril. Medio Artículo del desarrollador de Ethereum Alex Stokes.

En resumen, ETH 2.0 se implementará en pasos, comenzando con Fase 0 en el tercer trimestre de 2020La Fase 0 comenzará con la cadena Beacon, un mecanismo de coordinación para los inversores que depositan fondos. En redes PoS como TRON o EOS, los fondos depositados funcionan como mecanismo de votación y como incentivo para participar en la verificación de transacciones.

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ETH 1.x opera con el algoritmo de prueba de trabajo (PoW) y tiene un esquema criptográfico completamente separado llamado Algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA), también empleado por Bitcoin y otras criptomonedas.

Pero para tender un puente entre las redes PoW y PoS se necesita un lenguaje común.

Eso es lo que hace EIP 2537: proporcionar un traductor criptográfico entre las dos redes en lo que se llama una precompilación del subyacente.primitivos de ETH 2.0. Esta precompilación permite un cliente ligero.

En la práctica, un cliente ligero se construiría como un contrato inteligente dentro de la EVM. Su propósito principal, dada su funcionalidad limitada, sería portar ether (ETH) a la nueva cadena, requisito previo para la incorporación de usuarios a la nueva red.

Además, las soluciones de Capa 2 (L2) para escalar Ethereum y ETH 2.0 podrían construirse en el cliente Lite, dijo el cofundador de Ethereum , Vitalik Buterin, en un artículo publicado en abril. Publicación de magos de Ethereum.

“Si tenemos eso, entonces un cliente eth2 en eth1 en realidad no es tan difícil, lo que abre la puerta a aplicaciones que usan eth2 como motor de disponibilidad (es decir, cosas como Plasma pero mucho más potentes)”, escribió Buterin.

Encontrar el primitivo adecuado

La próxima versión de Ethereum tiene ambiciones mucho mayores que las que la ECDSA puede gestionar. Afortunadamente, 10 años de investigación Criptomonedas han dado frutos en al menos un tema: la criptografía misma, según declaró el criptógrafo de Cloudflare, Nick Sullivan, en una entrevista con CoinDesk. Nuevas curvas como la BLS12-381 así lo demuestran.

“Las curvas elípticas existen desde mediados de la década de 1980”, dijo Sullivan. “El problema es que sus capacidades son algo limitadas. Pueden realizar eficazmente operaciones clásicas de clave pública: firmas digitales, cifrado y acuerdo de claves”.

Como alternativa, las curvas “compatibles con el emparejamiento” inventadas a principios de la década de 2000 proporcionan medidas de seguridad alternativas que se aplican adecuadamente a las cadenas de bloques, dijo Sullivan.

Inventado en 2017, el criptógrafo de Electric Coin CompanyBLS12-381 de Sean Bowe, una variante de la curva BLS inventada por tres pioneros de la criptografía en 2003, es quizás la más importante para la mayoría de las monedas actuales. Su curva, y otras similares, son la razón de la escalabilidad de las cadenas de bloques.

“BLS12-381 es un tipo especial de curva elíptica (una curva 'favorable al emparejamiento') que habilita primitivas criptográficas como SNARK y esquemas de compromiso vectorial”, explicó Bowe en un correo electrónico. “Estas primitivas son muy útiles para mejorar la escalabilidad y la Privacidad en proyectos de blockchain”.

BLS y ETH 2.0

Para ETH 2.0, la ventaja se puede dividir en tres partes: ahorro de datos, Privacidad e interoperabilidad.

En primer lugar, las firmas estilo BLS KEEP el cálculo necesario liviano al agrupar firmas criptográficas que verifican las transacciones, según el investigador de Ethereum Carl Beekhuizen en un artículo. Entrada del blog de la Fundación Ethereum.

Beekhuizen escribió:

Si el 10% de todo el ETH termina en staking, entonces habrá aproximadamente 350,000 validadores en eth2. Esto significa que el valor de las firmas de una época sería de 33.6 megabytes, lo que equivale a aproximadamente 7.6 gigabytes por día. En este caso, todas las afirmaciones falsas sobre... El tamaño del estado eth1 alcanzó 1 TB en 2018sería cierto en el caso de eth2 en menos de 133 días (basándose solo en las firmas)”.

(Como referencia, eso equivale a casi tres veces el peso de la cadena de bloques actual de Bitcoin ).

BLS12-381 también permite que ETH 2.0 implemente pruebas de conocimiento cero de forma más natural: las variantes de Privacidad de ETH podrían ser nativas de ETH 2.0. De hecho, BLS12-381 se bifurcó en el protocolo Zcash con la actualización Sapling de 2018 como una primitiva criptográfica más robusta.

Además, el uso de la tecnología ECC en Ethereum destaca la estrecha relación entre Buterin y Zooko Wilcox, cofundador de Zcash y CEO de ECC. Tanto los equipos de ECC como los de Zcash han mostrado interés en conectar ambas tecnologías.

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En tercer lugar, la propuesta abre la interoperabilidad entrediferentes cadenas como Filecoin, Chia o Algorand y ETH 2.0, una promesa de larga data de muchas otras redes blockchain como Polkadot, que anunció el lanzamiento de su red principalA principios de este mes.

La capacidad de ETH 2.0 de conectarse con otros proyectos, específicamente aquellos que no son Bitcoin, podría materializarse de diferentes maneras: tal vez Ethereum comparta su valor en diferentes cadenas o tal vez desvíe tecnología de otros proyectos, llevándose consigo sus capitalizaciones de mercado.

De cualquier manera, Sullivan de Cloudflare sigue impresionado por las matemáticas:

Es una curva fascinante de cómo suceden las cosas: desde los matemáticos y criptógrafos que escriben sobre ello en artículos académicos, hasta que la gente del mundo de la ingeniería empieza a implementarlo y probarlo, y luego se introduce en proyectos y protocolos, y finalmente forma parte de la sociedad. Y entonces llegas a una situación donde hay tantas opciones diferentes que es difícil saber exactamente ONE elegir y por qué.