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LeanVM 以極簡虛擬機聚合簽章,探索以太坊抗量子方案

LeanVM

場次摘要

講者 Tom Wambsgans 指出,以太坊的交易簽章、共識簽章與資料可用性機制使用橢圓曲線密碼學,面臨足夠大型量子電腦的破解風險。他提出改用雜湊式簽章,以及結合編碼與雜湊樹的資料可用性方案。不過,雜湊式簽章體積較大,也缺乏現行 BLS 簽章的原生聚合能力,直接保存大量簽章將造成資料負擔。 他的方案以 STARK 密碼學證明取代大量簽章,再透過遞迴,將各委員會的證明合併。LeanVM 是支援這套流程的零知識虛擬機,僅有六項指令,主要針對雜湊式簽章聚合與遞迴最佳化。他主張優先追求簡單與安全;形式化驗證仍在進行,而演講對採用哪種雜湊函數有不一致的描述。

值得記下的 5 件事

  1. [1:20]
    雜湊式替代方案仍有體積與聚合難題 講者提出以 SPHINCS 替換交易簽章、以 XMSS 替換共識簽章,並用編碼搭配雜湊樹處理資料可用性

    但這類簽章比現行方案大,也不具備 BLS 的原生聚合能力,需要另外處理大量簽章帶來的資料負擔。

  2. [7:00]
    以遞迴證明分散簽章聚合工作 他提出用 STARK 證明大量簽章已通過驗證,讓區塊不必放入全部簽章

    各委員會可先產生證明,再由另一份證明驗證並合併;這種遞迴方式可讓聚合工作平行進行,而非全部集中交給單一聚合者。

  3. [8:00]
    六項指令著重降低遞迴成本 LeanVM 的指令涵蓋算術、雜湊與控制流程

    講者表示,它具通用運算能力,但主要針對簽章聚合與遞迴最佳化;保持指令集精簡,有助減少驗證自身證明時必須檢查的條件。

  4. [10:00]
    優先追求簡單與安全,形式化驗證尚未完成 講者認為效能已足以支援目標用途,應優先改善證明系統的簡潔與安全,而非只追求額外速度

    他表示正以 Lean 4 進行形式化驗證,也就是用形式化方法檢查系統的數學性質;不能將相關陳述已受審查解讀為整體驗證完成。

  5. [16:20]
    產生證明與驗證證明有不同運算需求 談到執行分工時,講者表示,共識驗證者可用少量處理器執行緒產生證明並聚合簽章,手機等裝置則可快速驗證證明

    這些是講者口述的效能主張,逐字稿未提供完整測試條件。

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