La tecnologia Privacy Zcash alla base della transizione di Ethereum a ETH 2.0

L'algoritmo di consenso di Ethereum non è l'unica cosa che cambia con il lancio di ETH 2.0. La crittografia sottostante stessa sta subendo una revisione basata sulla ricerca leader della Electric Coin Company.

Denominata BLS12-381, la nuova curva di accoppiamento ellittica coordinerà in modo sicuro le transazioni sulla rete ETH 2.0 proof-of-stake (PoS), aprendo al contempo opportunità di risparmio sui dati e soluzioni tecnologiche per la privacy.

Attualmente, i dettagli di quella curva vengono integrati nella rete con la Proposta di miglioramento Ethereum 2537. Tale EIP è programmato per essere consegnato con il decimo hard fork del protocollo, Berlino, provvisoriamente programmato per luglio.

Come hard fork, Berlino si aggiungerà aquattro aggiornamenti incompatibili con le versioni precedenti, due dei quali sono ancora in fase di verifica e potrebbero alla fine non essere inclusi (anche se ciò resta improbabile dato che tutti e quattro gli EIP vengono implementati a vari livelli da ciascun client Ethereum ).

Una rete di prova, Yolo, che esegue prove di prova senza applicazioni, è attualmente in corso per EIP 2537 e ONE proposta, EIP 2315, che aggiungerà "semplici subroutine" alla Ethereum Virtual Machine (EVM).

Per ETH 2.0, EIP 2537 è un'introduzione all'interessante lavoro di crittografia alla base della nuova rete, rispondendo al contempo a una domanda del co-fondatore Ethereum Vitalik Buterin ha riflettutosin dai primi giorni della rete.

Da 1.x a 2.0

Per lanciare ETH 2.0, è necessario che esista un ponte tecnico tra l'attuale ETH 1.x di Ethereum ed ETH 2.0.

BLS12-381 sostiene ONE di queste opzioni creando un “client lite” ETH 2.0 all’interno dell’attuale rete Ethereum , secondo un rapporto di aprile Medio articolo dello sviluppatore Ethereum Alex Stokes.

In breve, ETH 2.0 verrà implementato gradualmente, a partire da Fase 0 nel terzo trimestre del 2020. La fase 0 inizierà con la beacon chain, un meccanismo di coordinamento per gli investitori che puntano fondi. Nelle reti PoS come TRON o EOS, i fondi puntati funzionano come meccanismo di voto e incentivo a partecipare alla verifica delle transazioni.

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ETH 1.x funziona con l'algoritmo Proof-of-Work (PoW) e ha uno schema crittografico completamente separato denominato Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), utilizzato anche da Bitcoin e altre criptovalute.

Ma per collegare le reti PoW e PoS è necessaria una lingua comune.

Questo è ciò che fa EIP 2537: fornendo un traduttore crittografico tra le due reti in quella che viene chiamata una precompilazione del sottostanteprimitivi di ETH 2.0. Questa precompilazione rende possibile un client lite.

In pratica, un client lite verrebbe creato come smart contract all'interno dell'EVM. Il suo scopo principale, data la funzionalità limitata del client, sarebbe quello di trasferire ether (ETH) sulla nuova catena, un prerequisito per l'imbarco di persone sulla nuova rete.

Inoltre, le soluzioni Layer 2 (L2) per il ridimensionamento Ethereum ed ETH 2.0 potrebbero essere sviluppate sul client lite, ha affermato il co-fondatore Ethereum Vitalik Buterin in un'intervista ad aprile. Post dei maghi Ethereum.

"Se abbiamo questo, allora un client eth2-in-eth1 non è in realtà così difficile, il che apre le porte ad applicazioni che usano eth2 come motore di disponibilità (ad esempio cose come Plasma ma molto più potenti)", ha scritto Buterin.

Trovare la primitiva giusta

La prossima iterazione di Ethereum ha ambizioni molto più grandi di quelle che l'ECDSA può gestire. Fortunatamente, 10 anni di ricerca Criptovaluta hanno dato i loro frutti in almeno ONE argomento: la crittografia stessa, ha affermato il crittografo di Cloudflare Nick Sullivan in un'intervista con CoinDesk. Nuove curve come BLS12-381 lo dimostrano.

"Le curve ellittiche esistono dalla metà degli anni '80", ha detto Sullivan. "Il problema è che sono in qualche modo limitate in ciò che possono fare. Possono svolgere efficacemente le classiche operazioni a chiave pubblica: firme digitali, crittografia e accordo sulle chiavi".

In alternativa, le curve “pairing friendly” inventate nei primi anni 2000 forniscono misure di sicurezza alternative che si applicano opportunamente alle blockchain, ha affermato Sullivan.

Inventato nel 2017, crittografo della Electric Coin CompanyBLS12-381 di Sean Bowe, una variante della curva BLS inventata da tre pionieri della crittografia nel 2003, è forse la più importante per la maggior parte delle monete odierne. La sua curva, e altre simili, sono il motivo per cui le blockchain possono scalare.

"BLS12-381 è un tipo speciale di curva ellittica (una curva 'pairing-friendly') che abilita primitive crittografiche come SNARK e schemi di impegno vettoriale", ha affermato Bowe in un'e-mail. "Queste primitive sono molto utili per migliorare la scalabilità e la Privacy nei progetti blockchain".

BLS ed ETH 2.0

Per ETH 2.0, il vantaggio può essere suddiviso in tre parti: risparmio di dati, Privacy e interoperabilità.

In primo luogo, le firme in stile BLS KEEP la necessaria leggerezza di calcolo raggruppando le firme crittografiche che verificano le transazioni, secondo il ricercatore Ethereum Carl Beekhuizen in un Post del blog della Fondazione Ethereum.

Beekhuizen ha scritto:

"Se il 10% di tutti gli ETH finisce in stake, allora ci saranno circa 350.000 validatori su eth2. Ciò significa che il valore di firme di un'epoca sarebbe di 33,6 megabyte, che equivalgono a circa 7,6 gigabyte al giorno. In questo caso, tutte le false affermazioni sul eth1 state-size raggiunge 1 TB nel 2018sarebbe vero nel caso di eth2 in meno di 133 giorni (basandosi solo sulle firme)."

(Per fare un paragone, ciò equivale a quasi tre volte il peso dell'attuale blockchain Bitcoin .)

BLS12-381 consente inoltre a ETH 2.0 di implementare le prove a conoscenza zero in modo più naturale: le varianti Privacy di ETH potrebbero essere native di ETH 2.0. Infatti, BLS12-381 è stato hard forkato nel protocollo Zcash con l'aggiornamento Sapling del 2018 come primitiva crittografica più robusta.

Inoltre, l'uso della tecnologia ECC su Ethereum evidenzia la stretta relazione tra Buterin e Zooko Wilcox, co-fondatore di Zcash e CEO di ECC. Sia i team ECC che Zcash hanno mostrato interesse nel colmare le lacune delle due tecnologie.

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In terzo luogo, la proposta apre l’interoperabilità tracatene diverse come Filecoin, Chia o Algorand ed ETH 2.0, una promessa di lunga data di molte altre reti blockchain come Polkadot, che ha annunciato il lancio della sua rete principaleall'inizio di questo mese.

La capacità di ETH 2.0 di connettersi con altri progetti, in particolare quelli non Bitcoin, potrebbe concretizzarsi in diversi modi: forse Ethereum condivide il suo valore su diverse catene o forse sottrae tecnologia ad altri progetti, portando con sé la loro capitalizzazione di mercato.

In ogni caso, Sullivan di Cloudflare rimane impressionato dalla matematica:

"È una curva davvero affascinante di come accadono le cose: dai matematici e dai crittografi che ne hanno scritto in articoli accademici, poi le persone nel mondo dell'ingegneria hanno iniziato a implementarlo e a testarlo, poi è stato introdotto in progetti e protocolli e poi è diventato parte della società. E poi ti ritrovi in ​​questa posizione in cui ci sono così tante opzioni diverse che è difficile sapere esattamente ONE scegliere e perché".