Contexte et objectifs
Le projet Post‑Poseidon propose de remplacer les fonctions de hachage spécialisées de la couche consensus d’Ethereum par des algorithmes classiques compatibles avec les preuves post‑quantiques. L’enjeu est de supprimer la dépendance à Poseidon, qui a été choisi pour sa compatibilité avec les circuits zk‑SNARK, tout en conservant la capacité de prouver 2^25 octets par seconde avec LeanVM. Cette exigence fixe un plancher de performance qui filtre les candidats potentiels.
Analyse des performances
Les mesures publiées placent BLAKE3 en tête du classement brut : 7 GB/s en mode parallèle, soit environ 1.1 cycles par octet sur de longs messages. En comparaison, SHA‑3 atteint seulement 0.2 GB/s en exécution native, bien que son modèle sponge offre des garanties d’indifférenciabilité. Le critère de ≈1 million appels de hachage par seconde est satisfait par BLAKE3, mais pas par SHA‑3 dans les configurations testées. Les performances de SHA‑2 sont jugées insuffisantes du fait de sa propriété d’extension de longueur, qui le rend inadapté comme substitut d’oracle aléatoire malgré une large base d’analyses cryptographiques.
Analyse de la sécurité
Le choix d’une fonction de hachage doit concilier vitesse et robustesse. BLAKE3, bien que très rapide, ne possède pas de preuves d’indifférenciabilité et son historique cryptanalytique reste mince. SHA‑3 bénéficie de plus de 50 articles d’analyse et de preuves formelles de sécurité dans le mode sponge, ce qui en fait le candidat le plus étudié. SHA‑2, malgré son adoption massive, souffre d’une vulnérabilité connue : l’extension de longueur, qui permet des attaques de type « length‑extension » contre les constructions basées sur un oracle aléatoire. Le rapport recommande donc SHA‑3 ou BLAKE2s comme options à risque minimal, en soulignant que BLAKE2s combine une vitesse proche de BLAKE3 avec des preuves de sécurité plus établies.
Implications pour Ethereum
Intégrer une fonction de hachage standard modifie plusieurs couches du protocole : signatures de consensus, agrégation de preuves, construction de l’arbre d’état, signatures d’exécution et agrégation d’exécution. La compatibilité avec les circuits zk‑SNARK reste cruciale ; ainsi, le remplacement de Poseidon doit préserver la capacité à compiler les contraintes de preuve sans explosion de taille de circuit. Les performances mesurées indiquent que SHA‑3, bien que plus lente, reste viable grâce aux améliorations matérielles et aux optimisations de parallélisation. En revanche, BLAKE3 pourrait offrir un gain de latence substantiel pour les opérations hors‑circuit, à condition que des recherches supplémentaires valident son indifférenciabilité. Le projet souligne que la transition devra être progressive, avec des phases de test sur les testnets avant toute activation sur le mainnet.
