以太坊为何重新评估 Poseidon？从零知识证明到后量子安全的路线转向解析
以太坊重新评估 Poseidon，反映的是其后量子密码学路线的一次调整。这个决定不仅涉及一种哈希函数的替换，也关系到零知识证明系统如何处理传统密码学算法，以及公链如何为未来的签名迁移和协议升级预留空间。
从技术演进来看，过去的主流思路是设计更适合 SNARK 的哈希函数；而随着二进制域证明系统发展，新的方向正在转向让 SNARK 更高效地处理 SHA-2、BLAKE2 和 Keccak 等传统哈希函数。
理解这一变化，有助于进一步看清以太坊后量子升级的真实难点，以及一条成熟公链为什么有时需要放弃已经投入多年的技术方案
核心要点
- Poseidon 是专门为零知识证明优化的哈希函数，并不意味着已经被破解或立即失去使用价值。
- 二进制域 SNARK 正在降低 SHA-2、BLAKE2 和 Keccak 等传统哈希函数的证明成本。
- 以太坊重新评估 Poseidon，主要是为了平衡证明效率、密码学成熟度和后量子安全。
- 后量子升级不仅涉及哈希函数，还涉及 BLS 签名、账户、验证者密钥、钱包、跨链桥和客户端。
- 以太坊 L1 的路线调整不代表所有 Layer 2 和 zkVM 都必须立即停止使用 Poseidon。
以太坊为什么重新评估 Poseidon？
2026 年 8 月，以太坊研究员 Justin Drake 公开讨论了以太坊基金会对 Layer 1 哈希函数路线的重新评估。相关方向显示，以太坊可能减少对 Poseidon 的依赖，转向 SHA-2、BLAKE2 等传统哈希函数。
这项调整背后主要有三个原因：
第一，二进制域 SNARK 的发展正在改善传统哈希函数的证明效率。
第二，SHA-2 和 BLAKE2 拥有更长时间的公开分析和工程使用历史。
第三，以太坊正在推进后量子安全路线，需要尽可能减少对长期密码学安全性仍需持续验证的基础组件依赖。
因此，“放弃 Poseidon”并不是一次因为漏洞而进行的紧急修复，更像是一次技术路线再评估。
对于以太坊这样拥有大量资产、客户端和 Layer 2 的公链而言，底层密码学组件一旦确定，通常会长期影响状态承诺、证明系统、虚拟机和生态工具。越早确定长期方向，越有利于降低未来大规模迁移的成本。
Poseidon 曾经解决了什么问题？
Poseidon 是一种 SNARK 友好型哈希函数。
哈希函数可以将任意长度的数据转换成固定长度的摘要。例如，区块链可以使用哈希值表示账户状态、交易数据、默克尔树节点和智能合约存储内容。
理想的哈希函数需要具备以下特点：
- 输入稍有变化，输出就会显著变化
- 很难从输出反推出原始输入
- 很难找到两个具有相同输出的不同输入
- 计算过程高效且容易验证
传统哈希函数，例如 SHA-256、BLAKE2 和 Keccak，通常围绕二进制计算设计，大量使用异或、位移、旋转和布尔逻辑。
而许多 SNARK 系统主要在有限素数域中进行加法和乘法运算。如果要在这种证明系统中模拟传统哈希函数，就需要把位运算拆解成大量约束，导致证明成本上升。
Poseidon 的设计思路正好相反。它直接围绕有限域算术构建，使加法和乘法能够更自然地进入 SNARK 电路。
这带来了几个优势：
- 证明电路更加紧凑
- 约束数量相对较少
- 证明生成速度更快
- 更适合 zkRollup、zkVM 和隐私协议
因此，在过去几年中，Poseidon 被视为零知识证明生态的重要基础组件。
为什么证明系统需要专门的哈希函数？
零知识证明允许一方在不公开完整数据的情况下，证明某个计算确实正确完成。
例如，在 zkRollup 中，证明者可以向以太坊证明：
- 一批交易按照规则执行
- 用户余额变化正确
- 状态根更新没有错误
- 交易没有违反协议规则
验证者不需要重新执行所有交易，只需验证一个较小的证明。
问题在于，生成证明的过程通常需要将程序转换为一种数学电路。程序中的每一条逻辑、每一个条件判断和每一次哈希运算，都可能转换成电路中的约束。
如果某种哈希函数需要大量约束，证明生成成本就会升高，表现为：
- 证明时间更长
- 内存消耗更高
- 硬件成本更高
- 链上验证费用可能增加
- 大规模应用的吞吐量受到限制
这就是 Poseidon 曾经受到重视的原因：它不是简单地追求哈希计算速度，而是针对“如何更低成本地生成零知识证明”进行优化。
二进制域 SNARK 如何改变技术路线？
传统 SNARK 往往基于大素数域。二进制域 SNARK 则将计算环境切换到以 0 和 1 为基础的域，并通过二进制扩域处理更复杂的数据。
这一变化的关键在于，传统哈希函数使用的位运算可以更自然地进入证明系统。在大素数域中，异或和位移需要被转换为算术约束；在二进制域中，这些操作与底层计算结构更加接近。因此，技术路线开始出现变化：
过去的思路是：为 SNARK 设计专用哈希函数。新的思路则是：让 SNARK 更高效地证明传统哈希函数。
Binius 和 Flock 等研究方向展示了二进制域证明系统的潜力。相关研究显示，传统哈希函数在零知识证明中的性能正在改善，部分基准测试已经达到较高的证明吞吐量。如果这种趋势继续发展，以太坊就可以使用 SHA-2 或 BLAKE2，同时避免过去较高的 SNARK 证明成本。
这对于协议设计具有重要意义。传统哈希函数经过更长时间的公开分析，也被广泛应用于操作系统、浏览器、硬件安全模块、云计算和金融系统。使用这些成熟组件，有助于降低生态集成和长期维护成本。
这是否意味着 Poseidon 已经不安全？
目前没有充分依据表明 Poseidon 已经被破解，或者所有使用 Poseidon 的项目都需要立即迁移。
更准确的理解是，以太坊正在重新比较不同方案的长期综合成本。
Poseidon 的优势在于：
- 为有限域和 SNARK 进行了专门优化
- 在许多证明系统中性能较好
- 已经被多个零知识项目采用
- 适合特定的电路和虚拟机设计
SHA-2 和 BLAKE2 的优势则在于：
- 密码学分析历史更长
- 工业和开源生态支持广泛
- 硬件加速更加成熟
- 更容易与后量子哈希签名路线衔接
- 便于不同系统之间建立共同标准
因此，这次调整更像是“长期路线偏好发生变化”，而不是“Poseidon 从安全变成不安全”。
此外，以太坊 Layer 1 的研究方向变化，也不代表所有 Layer 2、zkRollup 和 zkVM 都必须同步更改。不同系统可能使用不同的证明框架、有限域和状态承诺结构，最终选择仍取决于自身的性能和安全需求。
后量子安全为什么正在成为公链升级重点？
目前大量区块链账户和验证者系统依赖椭圆曲线密码学。
以太坊验证者使用的 BLS 签名，以及许多区块链账户采用的 ECDSA，都属于非对称密码学体系。未来如果出现足够强大的密码学相关量子计算机，Shor 算法理论上可能威胁部分椭圆曲线和 RSA 密码系统。
潜在影响包括：
- 已公开公钥的账户可能面临攻击
- 验证者签名可能被伪造
- 交易授权机制需要迁移
- 跨链桥和托管系统可能成为高风险目标
- 长期暴露在链上的密钥可能难以撤回
哈希函数受到的量子威胁机制不同。Grover 算法可能降低哈希函数的有效安全强度，但通常不会像 Shor 算法那样直接破坏公钥密码系统。
这也是为什么基于哈希的后量子签名方案受到重视。需要指出的是，后量子安全并不等于“更换一个哈希函数”就能完成。它还涉及：
- 账户模型
- 验证者签名
- 钱包软件
- 客户端实现
- 跨链桥
- 硬件安全模块
- 交易格式
- 旧地址和旧密钥的迁移
哈希函数调整只是整个迁移路线中的一个组成部分。
以太坊的 leanVM 路线如何运作？
以太坊后量子路线中的一个关键构件是 leanVM。从设计目标看，leanVM 可能被用于验证和聚合大量后量子签名。后量子签名通常比 BLS 签名更大，如果直接将每一份签名写入区块，会增加链上数据和验证成本。
以太坊希望通过以下方式降低负担：
- 验证者使用基于哈希的后量子签名
- leanVM 执行签名验证逻辑
- 零知识证明系统压缩大量验证结果
- 每个区块只记录更小的聚合证明
- 共识层通过验证聚合证明确认签名有效
这种架构可以解决后量子签名体积较大的问题。后量子签名的大小可能显著高于现有 BLS 签名，因此签名聚合和证明压缩是关键。否则，网络可能因为验证者数量增加而承受更大的带宽、存储和验证压力。按照目前披露的研究路线，生产级 leanVM 可能在 2027 年左右出现，随后逐步推进共识层、执行层和数据层部署。但这些时间表属于路线图或研究目标，最终进度仍取决于实现、审计、客户端协调和社区治理。
以太坊、Solana 与 Starknet 的路线有何不同？
以太坊：先确定长期密码学基础
以太坊更倾向于先研究和确定统一的后量子密码学基础，再推动协议和客户端升级。
其重点包括：
- 后量子签名
- leanVM
- 签名聚合
- 传统哈希函数的证明效率
- 共识层、执行层和数据层迁移
这是一种偏基础设施和长期标准化的路线。
Solana：优先关注签名体积与网络性能
Solana 生态中，Anza 和 Firedancer 团队正在评估 Falcon 等后量子签名方案。
Falcon 的特点是签名相对紧凑，适合高吞吐量网络。不过，签名方案的选择还需要考虑实现安全、密钥管理、验证效率和硬件适配。
Solana 的路线更强调：
- 保持高吞吐量
- 减少后量子签名对网络性能的影响
- 在威胁显著时优先为新钱包提供迁移方案
- 之后再推进现有钱包整体迁移
Starknet：优先替换状态哈希
Starknet 计划逐步用 BLAKE2 替代 Pedersen，覆盖状态承诺、合约地址和网络配置等部分。
对于零知识原生网络来说，哈希函数的替换可能影响：
- 状态树结构
- 合约地址生成
- 证明电路
- 网络配置
- 旧合约迁移
- 跨链桥和外部依赖
这表明后量子升级并不存在适用于所有公链的统一方案。每条链都需要根据自身共识机制、虚拟机结构和账户模型设计迁移路径。
这次路线调整对以太坊生态意味着什么？
对 Layer 2 的影响
如果以太坊 L1 最终采用 SHA-2 或 BLAKE2，部分 Layer 2 可能需要重新评估状态承诺和证明系统。
但这不意味着 Layer 2 必须全部改用相同哈希函数。不同项目仍可能保留自己的内部证明结构，只在与以太坊主网交互的部分进行适配。
对 zkVM 的影响
zkVM 需要证明程序执行过程。哈希函数通常是其中的重要组件，尤其是在内存承诺、状态验证和递归证明中。
如果传统哈希函数在二进制域中具备更高效率，zkVM 可能获得更广泛的密码学兼容性。不过，具体收益仍取决于证明系统、硬件和编译器实现。
对开发者的影响
开发者未来需要关注的不只是“哪种哈希函数更快”，还包括：
- 是否具备足够的密码学分析历史
- 是否支持后量子迁移
- 是否有稳定的硬件和软件库
- 是否容易与不同证明系统集成
- 升级时是否会影响现有状态和合约
这意味着密码学基础设施可能从一个底层实现问题，变成协议和应用开发者都需要理解的设计问题。
对用户的影响
短期内，普通用户通常不会直接感受到 Poseidon 或 BLAKE2 的变化。
长期来看，用户可能在以下环节感受到后量子升级：
- 钱包需要更新账户格式
- 部分地址需要迁移
- 交易签名方式发生变化
- 交易费用和数据大小调整
- 跨链桥和托管平台需要进行系统升级
用户真正需要关注的是钱包和平台是否提供清晰的迁移工具，以及旧资产是否能够在升级过程中得到保护。
这次变化给公链升级带来了什么启示？
更快不一定等于更适合长期使用
Poseidon 的优势是证明效率，但公链基础组件需要同时考虑安全历史、标准化、硬件支持和迁移成本。
在区块链中，一个短期性能更优的方案，不一定是十年后最适合继续使用的方案。
研究路线与正式协议需要区分
以太坊研究团队的公开表态非常重要，但它不等于网络已经完成升级。
从研究方向到主网部署，通常还需要经过：
- 方案设计
- 形式化分析
- 安全审计
- 客户端实现
- 测试网验证
- 生态协调
- 社区治理
- 主网部署
市场讨论应区分“研究提案”“路线图”“客户端实现”和“正式协议升级”。
密码学迁移需要提前多年准备
后量子安全最大的挑战并不是某一台量子计算机何时出现，而是区块链需要在威胁出现前完成升级。
一旦用户资产、公钥、验证者密钥、桥接系统和钱包基础设施广泛部署，迁移就会变得非常复杂。
以太坊现在提前研究，正是因为密码学升级往往需要多年准备。
常见问题
Poseidon 被破解了吗？
目前没有信息表明 Poseidon 已被破解。以太坊重新评估 Poseidon，主要是因为传统哈希函数的 SNARK 证明效率正在改善，同时 SHA-2 和 BLAKE2 具备更长的公开分析历史。
以太坊会立刻停止使用 Poseidon 吗？
不一定。当前更准确的表述是，以太坊研究团队正在重新评估 Layer 1 后量子路线中的哈希函数选择。正式升级仍需要经过研究、实现、测试和协议治理。
为什么不直接继续使用 Poseidon？
Poseidon 在 SNARK 中效率较高，但以太坊还需要考虑长期密码学安全、后量子迁移、生态兼容性和硬件支持。如果传统哈希函数能够通过新的证明系统达到足够高的性能，继续使用 Poseidon 的必要性就会降低。
SHA-2 和 BLAKE2 一定比 Poseidon 更安全吗？
不能简单比较“谁更安全”。不同哈希函数的安全性取决于设计、参数、实现和使用场景。SHA-2 和 BLAKE2 的优势主要是公开分析时间较长、应用范围广，并不意味着 Poseidon 在当前应用中不安全。
总结
以太坊重新评估 Poseidon，核心不是某个哈希函数已经失效，而是二进制域 SNARK 的发展正在改变零知识证明的技术取舍。
过去，Poseidon 通过有限域友好设计降低了传统 SNARK 的证明成本；现在，新的证明系统正在努力让 SHA-2、BLAKE2 和 Keccak 等传统哈希函数变得更容易证明。
对于以太坊而言，使用经过长期分析的传统哈希函数，可能有助于建立更稳健的后量子密码学基础。但这一方向仍处于研究和路线规划阶段，最终是否采用、如何部署以及对 Layer 2 产生多大影响，都需要等待进一步的技术实现和协议决定。
更值得关注的不是“Poseidon 被放弃了吗”，而是一个问题：当公链需要同时追求证明效率、密码学成熟度和后量子安全时，哪一种方案能够承担未来十年的基础设施责任？
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