作者:ChandlerZ,Foresight News
8 月 13 日,以太坊研究员 Justin Drake 在 X 发文称,以太坊基金决定在 L1 层放弃 SNARK 友好型哈希算法 Poseidon,转而采用 SHA2 或 BLAKE2 等传统哈希函数。
这个决定背后是八年研究、数千万美元投入的积累,以及对后量子密码学路线图的一次重大修正。
Poseidon 自 2019 年推出以来,一直被视为 zkRollup 与 zkVM 等应用的理想哈希方案,它的结构使其在 SNARK 电路中比传统的基于二进制运算的哈希函数更便宜、更高效 。但当后量子安全成为以太坊的硬性要求时,Poseidon 的局限性开始暴露。
Justin Drake 表示,这一转变得益于突破性的 SNARK 设计进展,即通过「二进制域」运算方式,使传统哈希函数在 SNARK 电路中的性能可媲美此前专为 SNARK 优化设计的 Poseidon,单台笔记本电脑每秒可完成约 100 万次传统哈希调用验证。
文中介绍,Poseidon 自 2019 年推出以来一直是主流的 SNARK 友好型哈希方案,为 zkRollup 与 zkVM 等应用提供安全保障。Justin Drake 称,规划显示生产级 leanVM 预计将于 2027 年推出,共识层、数据层与执行层的相关部署预计在 2028 年完成,以太坊基金会后量子团队也在加速推进二进制域相关研究。
为什么是现在?
传统哈希长期难以进入 SNARK,主要障碍来自计算语言差异。SHA2、BLAKE2s 和 Keccak 大量使用异或、移位等布尔运算,传统 SNARK 通常在大素数域上处理算术,模拟每一项位运算会产生高昂约束成本。Poseidon 直接围绕素数域算术设计,以更少约束换取更高证明速度,代价则是算法历史较短,需要持续密码分析。
二进制域把底层数学切换到仅含 0 和 1 的最小素域,并用二进制扩域承载更大数据。位运算因此可以直接进入证明系统,SNARK 开始适配传统哈希,技术重点从设计 SNARK 友好型哈希转向设计哈希友好型 SNARK。
Jim Posen 与 Benjamin Diamond 2023 年提出的 Binius 展示二进制塔域 SNARK 路径,Benedikt Bünz、Ron Rothblum 与 William Wang 的 Flock 论文于 2026 年 7 月 29 日上传 arXiv,其 M4 Max 基准为单核每秒证明 8.2 万次 BLAKE3 压缩、4.2 万次 SHA-256 压缩和 3 万次 Keccak 置换,10 核 BLAKE3 吞吐量超过 66 万次。
Drake 称,笔记本电脑每秒可证明约 100 万次传统哈希调用,开销约为原生 CPU 布尔计算的 100 倍;SNARK.fast 数日前在 M3 Max 上达到每秒 180 万次 BLAKE3。
2027 年 leanVM,2028 年三层部署
Poseidon 被放弃的另一个关键原因是后量子安全的时间表正在加速,Project Eleven 发布的《The Quantum Threat to Blockchains - 2026 Report》指出,量子计算机的快速发展正对区块链安全构成严重威胁。一旦出现「密码学相关量子计算机」(CRQC),Shor 算法可快速破解 ECDSA(比特币及多数公链采用)和 RSA 等非对称加密,预计 Q-Day(量子破译日)可能在 2030 至 2033 年到来,届时数万亿美元链上资产将面临风险。
由于区块链公钥长期静态且无法回滚,迁移难度极大。报告建议立即启动后量子密码学(PQC)迁移,包括格基、哈希等抗量子签名方案,并通过混合方案逐步过渡,以避免量子威胁全面爆发。
Justin Drake 警告称,AI 在密码分析方面的能力增强,已经让格基方案 HAWK 和同源方案 SQIsign 接连遭受打击 。这迫使以太坊基金会将赌注压在基于哈希的方案上,而这类方案被认为对量子攻击具有更强的抵御能力。
此前,以太坊已公布其后量子路线图,包括 2027 年部署生产级 leanVM,2028 年在共识层、执行层和数据可用性层完成部署 。leanVM 是一个专门用于后量子签名聚合的最小化零知识虚拟机,被视为整个战略的核心构件 。
2026 年 3 月,以太坊基金会推出了 pq.ethereum.org 作为后量子安全资源中心,超过 10 个客户端团队已开始每周运行后量子互操作性开发网 。基金会还设立了 100 万美元的 Poseidon Prize 和同等金额的 Proximity Prize,用于推进后量子密码学研究 。Vitalik Buterin 本人也多次强调,后量子安全是以太坊「walkaway test」(可以放心离开的测试)的必要条件,除非以太坊实现量子安全,否则不能「僵化」。
哈希函数切换不会改变以太坊后量子路线的总体结构,验证者目前使用的 BLS 签名依赖椭圆曲线,未来方案仍以 leanXMSS 等哈希签名为基础,再由 leanVM 把大量签名压缩成每个区块的一份小型证明。以太坊官方页面此前给出的对比是,leanXMSS 签名约 3000 字节,BLS 签名仅 96 字节,leanVM 的数据压缩目标约为 250 倍。
SHA2 或 BLAKE2s 拥有更长的公开分析历史,EF 可以减少等待 Poseidon 参数经受多年密码分析的时间。Drake 给出的 strawmap 指向 2027 年生产级 leanVM,以及 2028 年共识层、数据层与执行层部署。
同行竞速,Solana 选定 Falcon
以太坊并非唯一在为后量子时代做准备的主流公链,Solana 基金会于 2026 年 4 月发布了后量子安全路线图,其核心开发者团队 Anza 和 Jump Crypto 的 Firedancer 在独立研究后,不约而同地选定了同一种后量子签名方案 Falcon。
Falcon 是 NIST 标准化的后量子签名方案之一,其签名紧凑,适合 Solana 这类高吞吐量区块链环境。
两大验证器客户端开发团队 Anza 与 Firedancer 经独立研究后一致选定后量子数字签名方案 Falcon,并已分别在 GitHub 上公开初步实现代码。当前路线图分三步:持续评估 Falcon 及替代方案;量子威胁成真时为新钱包采用后量子方案;最终将现有钱包整体迁移。此外,Blueshift 的 Solana Winternitz Vault 已在生态中运行逾两年,今年早些时候获谷歌量子 AI 白皮书引用为行业前沿案例。
Solana 基金会表示,量子计算构成实质威胁仍需数年,当前无需立即迁移,但研究、基础设施与生态协调均已就绪,一旦时机成熟可快速启动,预计对网络性能不会产生显著影响。
Starknet 是当前最接近 EF 新方向的对照。StarkWare 6 月 30 日公布路线图,将分三阶段进行,第一阶段将用 BLAKE2 取代 Pedersen 哈希算法,用于状态承诺、合约地址和网络配置,同时还将引入后量子共识签名,例如 Falcon-512;第二阶段侧重于传统合约的迁移工具,而最后阶段则着重解决仍然与以太坊相关的外部依赖项,包括桥接系统调用和 blob 数据可用性;第三阶段则取决于以太坊自身的迁移路径。
相对于其他家公链,以太坊选择了一条「先立标准、后动代码」的路径。放弃 Poseidon 转向 SHA2/BLAKE2,其实是在后量子时代选择更成熟、更被广泛验证的密码学基元。
