A tecnologia de Política de Privacidade Zcash subjacente à transição do Ethereum para o ETH 2.0

O algoritmo de consenso do Ethereum não é a única coisa mudando com o lançamento do ETH 2.0. A criptografia subjacente em si está passando por uma revisão com base em pesquisas de ponta da Electric Coin Company.

Chamada de BLS12-381, a nova curva de pareamento elíptica coordenará com segurança as transações na rede ETH 2.0 de prova de participação (PoS), ao mesmo tempo em que abre oportunidades para economia de dados e soluções de tecnologia de privacidade.

Atualmente, os detalhes dessa curva estão sendo incorporados à rede com a Proposta de Melhoria Ethereum 2537. Esse EIP está programado para ser entregue com o 10º hard fork do protocolo, Berlim, provisoriamente agendado para julho.

Como um hard fork, Berlim somaráquatro atualizações incompatíveis com versões anteriores, dois dos quais continuam sendo examinados e podem não ser incluídos (embora isso ainda seja improvável, já que todos os quatro EIPs estão sendo implementados em vários níveis por cada cliente Ethereum ).

Uma rede de testes, Yolo, conduzindo execuções secas sem aplicativos, está atualmente em andamento para o EIP 2537 e uma outra proposta, EIP 2315, que adicionará “sub-rotinas simples” à Máquina Virtual Ethereum (EVM).

Para ETH 2.0, EIP 2537 é uma introdução ao interessante trabalho de criptografia que sustenta a nova rede, ao mesmo tempo em que responde a uma pergunta do cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin tem pensadodesde os primeiros dias da rede.

De 1.x para 2.0

Para lançar o ETH 2.0, é necessário que exista uma ponte técnica entre o ETH 1.x e o ETH 2.0 do Ethereum.

O BLS12-381 reforça uma dessas opções ao construir um “cliente leve” ETH 2.0 dentro da rede Ethereum atual, de acordo com uma nota de abril. Médio artigo do desenvolvedor do Ethereum, Alex Stokes.

Em suma, o ETH 2.0 será implementado em etapas, começando com Fase 0 no 3º trimestre de 2020. A fase 0 começará com a cadeia de beacon, um mecanismo de coordenação para investidores que fazem staking de fundos. Em redes PoS como TRON ou EOS, fundos staking operam como um mecanismo de votação e incentivo para participar da verificação de transações.

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O ETH 1.x opera no algoritmo Proof-of-Work (PoW) e tem um esquema criptográfico totalmente separado chamado Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica (ECDSA), também empregado pelo Bitcoin e outras criptomoedas.

Mas para conectar as redes PoW e PoS, é necessária uma linguagem comum.

É isso que o EIP 2537 faz – fornecendo um tradutor criptográfico entre as duas redes no que é chamado de pré-compilação do subjacenteprimitivos do ETH 2.0. Esta pré-compilação torna possível um cliente lite.

Na prática, um cliente lite seria construído como um contrato inteligente dentro do EVM. Seu principal propósito, dada a funcionalidade limitada do cliente, seria portar ether (ETH) para a nova cadeia, um pré-requisito para embarcar pessoas na nova rede.

Além disso, as soluções de Camada 2 (L2) para dimensionar Ethereum e ETH 2.0 podem ser construídas no cliente lite, disse o cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin, em uma nota de abril. Postagem de mágicos do Ethereum.

“Se tivermos isso, então um cliente eth2-in-eth1 não é tão difícil, o que abre as portas para aplicativos que usam eth2 como um mecanismo de disponibilidade (ou seja, coisas como Plasma, mas muito mais poderosos)”, escreveu Buterin.

Encontrando o primitivo certo

A próxima iteração do Ethereum tem ambições muito maiores do que a ECDSA pode lidar. Felizmente, 10 anos de pesquisa sobre Criptomoeda deram frutos em pelo menos um assunto: a criptografia em si, disse o criptógrafo da Cloudflare Nick Sullivan em uma entrevista com a CoinDesk. Novas curvas como a BLS12-381 provam isso.

“As curvas elípticas existem desde meados da década de 1980”, disse Sullivan. “O problema é que elas são um tanto limitadas no que podem fazer. Elas podem fazer efetivamente operações clássicas de chave pública: assinaturas digitais, criptografia e acordo de chave.”

Alternativamente, curvas “amigas de pareamento” inventadas no início dos anos 2000 fornecem medidas de segurança alternativas que se aplicam apropriadamente a blockchains, disse Sullivan.

Inventado em 2017, o criptógrafo da Electric Coin CompanyBLS12-381 de Sean Bowe, uma variante da curva BLS inventada por três pioneiros da criptografia em 2003, é talvez a mais consequente para a maioria das moedas hoje. Sua curva, e outras como ela, são a razão pela qual os blockchains podem escalar.

“BLS12-381 é um tipo especial de curva elíptica (uma curva 'amiga do pareamento') que habilita primitivas criptográficas como SNARKs e esquemas de comprometimento de vetores”, Bowe disse em um e-mail. “Essas primitivas são muito úteis para melhorar a escalabilidade e a Política de Privacidade em projetos de blockchain.”

BLS e ETH 2.0

Para o ETH 2.0, a vantagem pode ser dividida em três partes: economia de dados, Política de Privacidade e interoperabilidade.

Primeiro, as assinaturas no estilo BLS KEEP a computação leve necessária ao agrupar assinaturas criptográficas que verificam as transações, de acordo com o pesquisador da Ethereum Carl Beekhuizen em um Postagem do blog da Fundação Ethereum.

Beekhuizen escreveu:

“Se 10% de todo o ETH acabar em stake, então haverá ~350.000 validadores no eth2. Isso significa que o valor de assinaturas de uma época seria de 33,6 megabytes, o que equivale a ~7,6 gigabytes por dia. Nesse caso, todas as falsas alegações sobre o tamanho do estado eth1 atingindo 1 TB em 2018seria verdade no caso da eth2 em menos de 133 dias (com base apenas nas assinaturas).”

(Para referência, isso equivale a quase três vezes o peso do atual blockchain do Bitcoin .)

O BLS12-381 também permite que o ETH 2.0 implemente provas de conhecimento zero de forma mais natural: variantes de Política de Privacidade do ETH podem ser nativas do ETH 2.0. Na verdade, o BLS12-381 foi bifurcado no protocolo Zcash com a atualização Sapling de 2018 como um primitivo criptográfico mais robusto.

Além disso, o uso da tecnologia ECC no Ethereum destaca o relacionamento próximo entre Buterin e Zooko Wilcox, cofundadora da Zcash e CEO da ECC. Ambas as equipes ECC e Zcash demonstraram interesse anterior em unir as duas tecnologias.

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Em terceiro lugar, a proposta abre a interoperabilidade entrediferentes cadeias como Filecoin, Chia ou Algorand e ETH 2.0, uma promessa de longa data de várias outras redes de blockchains como Polkadot, que anunciou o lançamento da sua mainnetno início deste mês.

A capacidade do ETH 2.0 de se conectar com outros projetos — especialmente aqueles que não sejam Bitcoin — pode se materializar de algumas maneiras diferentes: talvez o Ethereum compartilhe seu valor entre diferentes cadeias ou talvez ele desvie tecnologia de outros projetos, levando seus valores de mercado com ele.

De qualquer forma, Sullivan, da Cloudflare, continua impressionado com a matemática:

“É uma curva realmente fascinante de como as coisas acontecem – desde os matemáticos e os criptógrafos escrevendo sobre isso em artigos acadêmicos e então as pessoas no mundo da engenharia começaram a implementar e testar e então está sendo introduzido em projetos e protocolos e então fazendo parte da sociedade. E então você acaba nessa posição onde há tantas opções diferentes que é difícil saber exatamente qual escolher e por quê.”