BNB Smart Chain dokazuje, že kryptoměna odolná proti kvantovým útokům funguje i přes 50% pokles propustnosti

BNB Smart Chain pokročil v testování kvantové bezpečnosti

Vývojáři BNB Smart Chain dokončili rozsáhlý test kryptografie odolné proti kvantovým útokům, čímž poskytli jeden z dosud nejjasnějších důkazů, že blockchainové sítě mohou přejít od zranitelných šifrovacích systémů dříve, než se kvantové výpočty stanou praktickou hrozbou.

Výzkum se zaměřuje na nahrazení kryptografických algoritmů, které se v současné době používají k zabezpečení transakcí a konsensu validátorů, postkvantovými alternativami standardizovanými americkým Národním institutem pro standardy a technologie (NIST).

Zatímco se odborníci obecně shodují, že kvantové počítače schopné prolomit moderní blockchainové šifrování jsou ještě roky vzdálené, odvětví se již začalo připravovat na budoucnost, ve které současné systémy, jako jsou podpisy ECDSA a BLS, již nemusí být bezpečné. Shorův algoritmus, technika kvantového výpočtu, je teoreticky schopen ohrozit kryptografii na eliptických křivkách, na které je založena většina hlavních blockchainových sítí.

Návrh BNB Smart Chain nahrazuje tradiční transakční podpisy algoritmem ML-DSA-44, což je podpisový algoritmus založený na mřížce, standardizovaný v rámci normy FIPS 204 institutu NIST. Současně je vylepšeno agregování hlasů na úrovni konsensu pomocí důkazů pqSTARK.

Tyto změny výrazně zlepšují teoretickou odolnost proti kvantovým útokům, ale zároveň odhalují praktická omezení současné blockchainové infrastruktury.

V rámci nového rámce se průměrná velikost transakce zvyšuje z přibližně 110 bajtů na asi 2,5 kilobajtu. Na úrovni sítě se velikost bloků zvyšuje z přibližně 130 kilobajtů na téměř 2 megabajty při ekvivalentním transakčním zatížení.

Při testování klesla propustnost v závislosti na podmínkách pracovní zátěže o 40 % až 50 %. Nejvýraznější dopad byl zaznamenán na výkonu mezi regiony, protože větší bloky vyžadovaly více času na šíření mezi geograficky rozptýlenými validátorskými uzly.

I tak vývojáři uvedli, že výsledky dokazují, že migrace odolná proti kvantovým útokům je technicky proveditelná s využitím současných standardů a infrastruktury.

Kvantový test zachovává kompatibilitu se stávající architekturou blockchainu

Jeden z klíčových průlomů nastal na úrovni konsensu. Ačkoli jednotlivé postkvantové podpisy jsou podstatně větší než stávající kryptografické podpisy, agregace prostřednictvím komprese pqSTARK snížila komunikační zátěž validátorů na zvládnutelnou úroveň.
V jednom příkladu bylo šest validátorských podpisů o celkové velikosti 14,5 kilobajtů zkomprimováno do důkazu o velikosti přibližně 340 bajtů, což představuje kompresní poměr přibližně 43:1.

Návrh také zachovává kompatibilitu se stávajícími blockchainovými nástroji. Adresy peněženek zůstávají nezměněny na 20 bajtech a nadále využívají formátování keccak-256, což znamená, že většina peněženek, SDK a RPC infrastruktury by nevyžadovala významné přepracování.

Vývojáři zvolili ML-DSA-44 namísto variant s vyšší bezpečností z důvodu obav o efektivitu. Zatímco silnější verze nabízejí vyšší teoretickou ochranu, vytvářejí také podstatně větší podpisy, které by dále snížily propustnost. Výzkumníci dospěli k závěru, že ML-DSA-44 poskytuje dostatečnou bezpečnostní rezervu, vzhledem k odhadům, že kryptograficky relevantní kvantové počítače jsou vzdáleny ještě nejméně deset let.

Tato práce odráží rostoucí posun v odvětví směrem k dlouhodobé kryptografii, protože blockchainové sítě vyhodnocují, jak by stávající architektury fungovaly v rámci modelů odolných proti kvantovým útokům.