Vitalik Buterin: Como Otimizar a Criptografia Revelado

Num novo artigo, o cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin, examina o tempo de acesso à memória, uma das limitações mais negligenciadas na computação, e como uma melhor compreensão disso pode mudar a forma como os sistemas criptográficos são desenvolvidos. Embora o tema pareça extremamente técnico, ele tem uma relação direta com a eficiência potencial das blockchains, provas criptográficas e até modelos de IA.

Problema de acesso à memória

Buterin argumenta que é incorreto assumir que ler ou escrever na memória leva um tempo fixo, como é frequentemente feito em ciência da computação. Em vez disso, ele apresenta um modelo que propõe que a raiz cúbica do tamanho da memória determina o tempo de acesso à memória. Simplificando, recuperar dados da sua memória torna-se progressivamente mais lento à medida que ela aumenta, porque os sinais devem percorrer distâncias físicas maiores.

Ele fornece evidências do mundo real para apoiar isso, demonstrando que o tempo necessário para acessar dados aumenta com o tamanho da memória, desde caches de CPU até RAM, o que, surpreendentemente, se alinha com seu modelo teórico. Essa percepção vai além de meras críticas acadêmicas ----- muda radicalmente a forma como pensamos sobre otimização de algoritmos, particularmente no campo da criptografia, onde é prática comum pré-computar e armazenar resultados intermediários.

Resolvendo a gestão de memória em blockchain

Vitalik Buterin usa um exemplo envolvendo criptografia de curva elíptica, uma parte fundamental da segurança da blockchain, para demonstrar este ponto. Para acelerar os processos, os desenvolvedores frequentemente pré-computam grandes tabelas de números. No entanto, quaisquer ganhos de velocidade poderiam ser perdidos se as tabelas crescerem demasiado para caber na memória cache devido à desaceleração causada por mais acessos à memória. Uma tabela menor que cabe na cache provou ser mais rápida do que uma maior mantida na RAM em um dos seus testes.

A conclusão é direta, mas profunda: A eficiência em criptografia envolve mais do que apenas processadores mais rápidos --- envolve também uma gestão de memória mais inteligente. Compreender o princípio que ele apresentou pode direcionar a otimização de hardware de futuros sistemas de blockchain e de conhecimento nulo, à medida que a indústria se move em direção a hardware especializado como ASICs e GPUs.