Vitalik Buterin: Cara Mengoptimalkan Kriptografi Terungkap

Dalam sebuah makalah baru, salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, memeriksa waktu akses memori, salah satu batasan yang paling diabaikan dalam komputasi, dan bagaimana pemahaman yang lebih baik tentangnya dapat mengubah cara sistem kriptografi dikembangkan. Meskipun subjek ini tampak sangat teknis, hal itu memiliki dampak langsung pada potensi efisiensi blockchain, bukti kriptografi, dan bahkan model AI.

Masalah akses memori

Buterin berpendapat bahwa adalah salah untuk mengasumsikan bahwa membaca atau menulis ke memori memerlukan waktu tetap, seperti yang sering dilakukan dalam ilmu komputer. Sebaliknya, ia mengajukan model yang menyatakan bahwa akar kubik dari ukuran memori menentukan waktu akses memori. Secara sederhana, mengambil data dari memori Anda menjadi semakin lambat seiring bertambahnya ukuran, karena sinyal harus menempuh jarak fisik yang lebih besar.

Ia memberikan bukti dari dunia nyata untuk mendukung ini, menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mengakses data meningkat seiring dengan ukuran memori, dari cache CPU hingga RAM, yang secara mengejutkan sejalan dengan model teoritisnya. Kesadaran ini melampaui sekedar kritik akademis ----- ini secara radikal mengubah cara kita berpikir tentang optimasi algoritma, terutama di bidang kriptografi, di mana praktik umum adalah melakukan perhitungan awal dan menyimpan hasil sementara.

Memecahkan manajemen memori blockchain

Vitalik Buterin menggunakan contoh yang melibatkan kriptografi kurva elips, bagian fundamental dari keamanan blockchain, untuk menunjukkan poin ini. Untuk mempercepat proses, para pengembang seringkali melakukan perhitungan awal terhadap tabel besar angka. Namun, setiap keuntungan kecepatan bisa hilang jika tabel menjadi terlalu besar untuk muat dalam memori cache karena penurunan yang disebabkan oleh lebih banyak akses memori. Tabel yang lebih kecil dan sesuai dengan cache terbukti lebih cepat daripada yang lebih besar yang disimpan dalam RAM dalam salah satu ujiannya.

Kesimpulannya sederhana tetapi mendalam: Efisiensi dalam kriptografi melibatkan lebih dari sekadar prosesor yang lebih cepat --- itu juga melibatkan manajemen memori yang lebih cerdas. Memahami prinsip yang dia jelaskan dapat mengarahkan optimasi perangkat keras dari sistem blockchain dan zero-knowledge di masa depan, saat industri beralih ke perangkat keras khusus seperti ASIC dan GPU.