Vào ngày 13 tháng 8, nhà nghiên cứu Ethereum Justin Drake đã đăng trên X thông báo rằng Quỹ Ethereum đã quyết định từ bỏ thuật toán băm thân thiện với SNARK là Poseidon ở lớp L1, thay vào đó sẽ sử dụng các hàm băm truyền thống như SHA2 hoặc BLAKE2.
Quyết định này dựa trên tám năm nghiên cứu, hàng chục triệu đô la đầu tư tích lũy, và là một sự điều chỉnh lớn trong lộ trình mật mã hậu lượng tử.
Kể từ khi ra mắt vào năm 2019, Poseidon luôn được coi là giải pháp băm lý tưởng cho các ứng dụng như zkRollup và zkVM. Cấu trúc của nó giúp nó rẻ hơn và hiệu quả hơn các hàm băm truyền thống dựa trên phép toán nhị phân trong mạch SNARK. Tuy nhiên, khi tính an toàn hậu lượng tử trở thành yêu cầu bắt buộc của Ethereum, những hạn chế của Poseidon bắt đầu lộ rõ.
Justin Drake cho biết, sự thay đổi này có được nhờ những tiến bộ đột phá trong thiết kế SNARK, cụ thể là thông qua phương pháp tính toán "trường nhị phân", giúp các hàm băm truyền thống đạt được hiệu suất trong mạch SNARK ngang bằng với Poseidon - vốn được thiết kế tối ưu riêng cho SNARK trước đây. Một máy tính xách tay đơn lẻ có thể xác minh khoảng 1 triệu lần gọi hàm băm truyền thống mỗi giây.
Bài viết giới thiệu, kể từ khi ra mắt năm 2019, Poseidon luôn là giải pháp băm thân thiện với SNARK chủ đạo, cung cấp bảo mật cho các ứng dụng như zkRollup và zkVM. Justin Drake cho biết, theo kế hoạch, leanVM cấp sản xuất dự kiến ra mắt vào năm 2027, việc triển khai liên quan đến lớp đồng thuận, lớp dữ liệu và lớp thực thi dự kiến hoàn thành vào năm 2028. Nhóm hậu lượng tử của Quỹ Ethereum cũng đang đẩy nhanh nghiên cứu liên quan đến trường nhị phân.
Tại sao lại là bây giờ?
Hàm băm truyền thống lâu nay khó tích hợp vào SNARK, trở ngại chính đến từ sự khác biệt ngôn ngữ tính toán. SHA2, BLAKE2s và Keccak sử dụng nhiều phép toán Boolean như XOR, dịch bit. SNARK truyền thống thường xử lý số học trên trường số nguyên tố lớn, việc mô phỏng từng phép toán bit sẽ tạo ra chi phí ràng buộc cao. Poseidon được thiết kế trực tiếp xoay quanh số học trường nguyên tố, đánh đổi bằng ít ràng buộc hơn để đổi lấy tốc độ chứng minh cao hơn, cái giá phải trả là lịch sử thuật toán còn ngắn và cần phân tích mật mã liên tục.
Trường nhị phân chuyển đổi toán học cơ sở sang trường nguyên tố nhỏ nhất chỉ chứa 0 và 1, và sử dụng trường mở rộng nhị phân để chứa dữ liệu lớn hơn. Do đó, các phép toán bit có thể trực tiếp đi vào hệ thống chứng minh, SNARK bắt đầu thích ứng với hàm băm truyền thống, trọng tâm công nghệ chuyển từ thiết kế hàm băm thân thiện với SNARK sang thiết kế SNARK thân thiện với hàm băm.
Con đường SNARK trường tháp nhị phân được thể hiện bởi Binius do Jim Posen và Benjamin Diamond đề xuất năm 2023. Bài báo Flock của Benedikt Bünz, Ron Rothblum và William Wang được tải lên arXiv vào ngày 29 tháng 7 năm 2026, với điểm chuẩn M4 Max là 82.000 lần nén BLAKE3, 42.000 lần nén SHA-256 và 30.000 lần hoán vị Keccak mỗi giây trên một lõi, thông lượng BLAKE3 trên 10 lõi vượt quá 660.000 lần.
Drake cho biết, một máy tính xách tay có thể chứng minh khoảng 1 triệu lần gọi hàm băm truyền thống mỗi giây, với chi phí vào khoảng 100 lần so với tính toán Boolean gốc trên CPU; SNARK.fast vài ngày trước đã đạt 1,8 triệu lần BLAKE3 mỗi giây trên M3 Max.
leanVM 2027, triển khai ba lớp 2028
Một lý do quan trọng khác cho việc từ bỏ Poseidon là lộ trình an toàn hậu lượng tử đang được đẩy nhanh. Báo cáo "The Quantum Threat to Blockchains - 2026 Report" do Project Eleven công bố chỉ ra rằng sự phát triển nhanh chóng của máy tính lượng tử đang tạo thành mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh blockchain. Một khi xuất hiện "Máy tính lượng tử liên quan đến mật mã" (CRQC), thuật toán Shor có thể nhanh chóng phá vỡ mã hóa bất đối xứng như ECDSA (được sử dụng bởi Bitcoin và hầu hết các blockchain công khai) và RSA. Dự kiến Q-Day (Ngày phá mã lượng tử) có thể đến trong khoảng năm 2030 đến 2033, khi đó hàng nghìn tỷ đô la tài sản trên chuỗi sẽ đối mặt với rủi ro.
Do khóa công khai của blockchain là tĩnh lâu dài và không thể hoàn tác, việc di chuyển cực kỳ khó khăn. Báo cáo khuyến nghị ngay lập tức khởi động di chuyển sang mật mã hậu lượng tử (PQC), bao gồm các sơ đồ chữ ký kháng lượng tử dựa trên lưới, hàm băm, và thông qua các sơ đồ hỗn hợp để chuyển đổi dần dần, nhằm tránh mối đe dọa lượng tử bùng phát toàn diện.

Justin Drake cảnh báo rằng, khả năng tăng cường của AI trong phân tích mật mã đã khiến các sơ đồ dựa trên lưới như HAWK và sơ đồ đồng luân như SQIsign lần lượt bị tấn công. Điều này buộc Quỹ Ethereum đặt cược vào các sơ đồ dựa trên hàm băm, vốn được cho là có khả năng chống chịu mạnh hơn trước các cuộc tấn công lượng tử.
Trước đó, Ethereum đã công bố lộ trình hậu lượng tử của mình, bao gồm triển khai leanVM cấp sản xuất vào năm 2027, hoàn thành triển khai trên lớp đồng thuận, lớp thực thi và lớp khả dụng dữ liệu vào năm 2028. leanVM là một máy ảo zero knowledge tối giản chuyên dụng cho việc tổng hợp chữ ký hậu lượng tử, được coi là thành phần cốt lõi của toàn bộ chiến lược.
Vào tháng 3 năm 2026, Quỹ Ethereum đã ra mắt pq.ethereum.org như một trung tâm tài nguyên an toàn hậu lượng tử, hơn 10 nhóm phát triển client đã bắt đầu chạy mạng phát triển tương tác hậu lượng tử hàng tuần. Quỹ cũng thành lập Giải thưởng Poseidon 1 triệu đô la và Giải thưởng Proximity với số tiền tương đương để thúc đẩy nghiên cứu mật mã hậu lượng tử. Bản thân Vitalik Buterin cũng nhiều lần nhấn mạnh, an toàn hậu lượng tử là điều kiện cần thiết cho "bài kiểm tra rời đi một cách yên tâm" (walkaway test) của Ethereum, trừ khi Ethereum đạt được an toàn lượng tử, nếu không thì không thể "đóng băng".
Việc chuyển đổi hàm băm sẽ không thay đổi cấu trúc tổng thể của lộ trình hậu lượng tử Ethereum. Chữ ký BLS mà các trình xác thực hiện đang sử dụng phụ thuộc vào đường cong elliptic. Sơ đồ trong tương lai vẫn sẽ dựa trên chữ ký hàm băm như leanXMSS, sau đó leanVM sẽ nén một lượng lớn chữ ký thành một bằng chứng nhỏ cho mỗi khối. Trang chính thức của Ethereum trước đây đã đưa ra so sánh: chữ ký leanXMSS khoảng 3000 byte, chữ ký BLS chỉ 96 byte, mục tiêu nén dữ liệu của leanVM là khoảng 250 lần.
SHA2 hoặc BLAKE2s có lịch sử phân tích công khai lâu dài hơn, EF có thể giảm thời gian chờ đợi các tham số Poseidon trải qua nhiều năm phân tích mật mã. Strawmap mà Drake đưa ra hướng tới leanVM cấp sản xuất vào năm 2027, và việc triển khai lớp đồng thuận, lớp dữ liệu và lớp thực thi vào năm 2028.
Các đối thủ cùng chạy đua, Solana chọn Falcon
Ethereum không phải là blockchain công khai chính duy nhất chuẩn bị cho thời đại hậu lượng tử. Quỹ Solana đã công bố lộ trình an toàn hậu lượng tử vào tháng 4 năm 2026. Nhóm phát triển cốt lõi của họ, Anza và Firedancer của Jump Crypto, sau khi nghiên cứu độc lập, đều không hẹn mà cùng chọn một sơ đồ chữ ký hậu lượng tử: Falcon.
Falcon là một trong những sơ đồ chữ ký hậu lượng tử được NIST chuẩn hóa, chữ ký của nó nhỏ gọn, phù hợp với môi trường blockchain thông lượng cao như Solana.
Hai nhóm phát triển client xác thực chính là Anza và Firedancer, sau khi nghiên cứu độc lập, đều nhất trí chọn sơ đồ chữ ký số hậu lượng tử Falcon, và đã công khai mã triển khai sơ bộ trên GitHub. Lộ trình hiện tại chia làm ba bước: đánh giá liên tục Falcon và các sơ đồ thay thế; áp dụng sơ đồ hậu lượng tử cho ví mới khi mối đe dọa lượng tử trở thành hiện thực; cuối cùng là di chuyển toàn bộ ví hiện có. Ngoài ra, Solana Winternitz Vault của Blueshift đã chạy trong hệ sinh thái hơn hai năm, và đầu năm nay đã được một sách trắng về lượng tử AI của Google trích dẫn như một trường hợp đi đầu trong ngành.
Quỹ Solana cho biết, máy tính lượng tử tạo thành mối đe dọa thực sự vẫn cần vài năm nữa, hiện tại không cần di chuyển ngay lập tức, nhưng nghiên cứu, cơ sở hạ tầng và phối hợp hệ sinh thái đều đã sẵn sàng. Một khi thời cơ chín muồi có thể khởi động nhanh chóng, dự kiến sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất mạng.
Starknet là đối chiếu gần nhất với hướng đi mới của EF hiện tại. StarkWare công bố lộ trình vào ngày 30 tháng 6, sẽ thực hiện theo ba giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên sẽ thay thế thuật toán băm Pedersen bằng BLAKE2, dùng cho cam kết trạng thái, địa chỉ hợp đồng và cấu hình mạng, đồng thời cũng sẽ giới thiệu chữ ký đồng thuận hậu lượng tử, chẳng hạn như Falcon-512; Giai đoạn thứ hai tập trung vào công cụ di chuyển cho các hợp đồng truyền thống, trong khi giai đoạn cuối cùng tập trung giải quyết các phụ thuộc bên ngoài vẫn liên quan đến Ethereum, bao gồm các lệnh gọi hệ thống cầu nối và khả dụng dữ liệu blob; Giai đoạn thứ ba phụ thuộc vào lộ trình di chuyển của chính bản thân Ethereum.
So với các blockchain khác, Ethereum đã chọn một con đường "thiết lập tiêu chuẩn trước, sau đó mới động đến mã". Việc từ bỏ Poseidon chuyển sang SHA2/BLAKE2 thực chất là lựa chọn các nguyên thủy mật mã trưởng thành hơn, được kiểm chứng rộng rãi hơn trong thời đại hậu lượng tử.







