BNB Smart Chain viser, at kvantesikker kryptovaluta fungerer trods et fald i gennemstrømningen på 50 %

BNB Smart Chain fremskridt inden for kvantesikkerhedstest

BNB Smart Chain-udviklerne har afsluttet en storstilet test af kvantebestandig kryptografi, hvilket er et af de hidtil tydeligste beviser på, at blockchain-netværk kan skifte væk fra sårbare krypteringssystemer, inden kvantecomputere bliver en reel trussel.

Forskningen fokuserer på at erstatte de kryptografiske algoritmer, der i øjeblikket bruges til at sikre transaktioner og validator-konsensus, med post-kvantealternativer, der er standardiseret af det amerikanske National Institute of Standards and Technology.

Selvom eksperter bredt er enige om, at kvantecomputere, der er i stand til at bryde moderne blockchain-kryptering, stadig er år væk, er branchen begyndt at forberede sig på en fremtid, hvor nuværende systemer såsom ECDSA- og BLS-signaturer muligvis ikke længere er sikre. Shors algoritme, en kvantecomputerteknik, er teoretisk i stand til at kompromittere den elliptiske kurvekryptografi, der understøtter de fleste større blockchain-netværk.

BNB Smart Chain-forslaget erstatter traditionelle transaktionssignaturer med ML-DSA-44, en gitterbaseret signaturalgoritme standardiseret under NIST's FIPS 204-rammeværk. Sammenlægningen af stemmer på konsensuslaget opgraderes samtidig ved hjælp af pqSTARK-beviser.

Ændringerne forbedrer den teoretiske modstandsdygtighed over for kvanteangreb betydeligt, men de afslører også de praktiske begrænsninger ved nutidens blockchain-infrastruktur.

Under den nye ramme stiger den gennemsnitlige transaktionsstørrelse fra ca. 110 byte til ca. 2,5 kilobyte. På netværksniveau stiger blokstørrelserne fra ca. 130 kilobyte til næsten 2 megabyte under tilsvarende transaktionsbelastninger.

I testene faldt gennemstrømningen med mellem 40 % og 50 % afhængigt af arbejdsbelastningsforholdene. Ydelsen på tværs af regioner blev hårdest ramt, da større blokke krævede mere tid at sprede sig på tværs af geografisk distribuerede validatornoder.

Alligevel sagde udviklerne, at resultaterne viser, at kvantesikker migration er teknisk gennemførlig ved hjælp af nuværende standarder og infrastruktur.

Kvantetest bevarer kompatibilitet med eksisterende blockchain-arkitektur

Et af de vigtigste gennembrud skete på konsensuslaget. Selvom individuelle post-kvante-signaturer er væsentligt større end eksisterende kryptografiske signaturer, reducerede aggregering gennem pqSTARK-komprimering validatorernes kommunikationsomkostninger til håndterbare niveauer.
I et eksempel blev seks validatorsignaturer på i alt 14,5 kilobyte komprimeret til et bevis på ca. 340 byte, hvilket gav en komprimeringsgrad på ca. 43 til 1.

Forslaget bevarer også kompatibiliteten med eksisterende blockchain-værktøjer. Wallet-adresser forbliver uændrede på 20 byte og er fortsat baseret på keccak-256-formatering, hvilket betyder, at de fleste wallets, SDK'er og RPC-infrastruktur ikke vil kræve væsentlig omlægning.

Udviklerne valgte ML-DSA-44 frem for større sikkerhedsvarianter af hensyn til effektiviteten. Mens stærkere versioner tilbyder højere teoretisk beskyttelse, producerer de også væsentligt større signaturer, som yderligere ville reducere gennemløbshastigheden. Forskerne konkluderede, at ML-DSA-44 giver en tilstrækkelig sikkerhedsmargen i betragtning af skøn over, at kryptografisk relevante kvantecomputere stadig er mindst et årti væk.

Arbejdet afspejler en voksende tendens i branchen mod langsigtet kryptografi, idet blockchain-netværk vurderer, hvordan eksisterende arkitekturer vil fungere under kvantebestandige modeller.