BNB Smart Chain osoittaa, että kvanttiturvallinen kryptovaluutta toimii huolimatta 50 prosentin suorituskyvyn heikkenemisestä

BNB Smart Chain edistää kvanttiturvallisuustestausta

BNB Smart Chainin kehittäjät ovat saaneet päätökseen laajamittaisen testin kvanttiturvallisesta salauksesta. Tämä on yksi selkeimmistä osoituksista siitä, että lohkoketjut voivat siirtyä pois haavoittuvista salausjärjestelmistä ennen kuin kvanttitietokoneista tulee käytännön uhka.

Tutkimus keskittyy korvaamaan nykyiset salausalgoritmit, joita käytetään transaktioiden ja validoijien konsensuksen turvaamiseen, Yhdysvaltain kansallisen standardi- ja teknologiainstituutin (NIST) standardoimilla post-kvanttivaihtoehdoilla.

Vaikka asiantuntijat ovat laajalti yhtä mieltä siitä, että nykyaikaisen lohkoketjun salauksen murtamiseen kykenevät kvanttitietokoneet ovat vielä vuosien päässä, ala on alkanut valmistautua tulevaisuuteen, jossa nykyiset järjestelmät, kuten ECDSA- ja BLS-allekirjoitukset, eivät ehkä enää ole turvallisia. Shorin algoritmi, kvanttitietotekniikka, pystyy teoriassa vaarantamaan elliptisen käyrän salauksen, joka on useimpien suurten lohkoketjuverkostojen perustana.

BNB Smart Chainin ehdotus korvaa perinteiset transaktiosignatuurit ML-DSA-44:llä, joka on NIST:n FIPS 204 -kehyksen mukaisesti standardoitu, hilapohjainen allekirjoitusalgoritmi. Konsensuskerroksen äänien yhdistämistä päivitetään samanaikaisesti pqSTARK-todisteiden avulla.

Muutokset parantavat merkittävästi teoreettista vastustuskykyä kvanttihyökkäyksiä vastaan, mutta ne paljastavat myös nykyisen lohkoketjuinfrastruktuurin käytännön rajoitukset.

Uuden kehyksen mukaan keskimääräinen transaktiokoko nousee noin 110 tavusta noin 2,5 kilotavuun. Verkkotasolla lohkojen koko kasvaa noin 130 kilotavusta lähes 2 megatavuun vastaavilla transaktiokuormilla.

Testeissä läpimenokapasiteetti laski 40–50 % riippuen kuormitusolosuhteista. Suurinta vaikutusta oli alueiden välisessä suorituskyvyssä, sillä suurempien lohkojen levittäminen maantieteellisesti hajautettuihin validointisolmuihin vaati enemmän aikaa.

Siitä huolimatta kehittäjät totesivat, että tulokset osoittavat kvanttiturvallisen siirtymisen olevan teknisesti mahdollista nykyisiä standardeja ja infrastruktuuria käyttäen.

Kvanttitesti säilyttää yhteensopivuuden olemassa olevan lohkoketjuarkkitehtuurin kanssa

Yksi keskeisistä läpimurroista tapahtui konsensuskerroksessa. Vaikka yksittäiset post-quantum-allekirjoitukset ovat huomattavasti suurempia kuin olemassa olevat salausallekirjoitukset, pqSTARK-pakkauksen avulla tapahtuva aggregointi vähensi validoijien viestinnän ylikuormitusta hallittavalle tasolle.
Yhdessä esimerkissä kuusi validoijan allekirjoitusta, joiden yhteiskoko oli 14,5 kilotavua, pakattiin noin 340 tavun todisteeksi, jolloin pakkaussuhde oli noin 43:1.

Ehdotus säilyttää myös yhteensopivuuden olemassa olevien lohkoketjutyökalujen kanssa. Lompakko-osoitteet pysyvät muuttumattomina 20 tavuna ja perustuvat edelleen keccak-256-muotoiluun, mikä tarkoittaa, että useimpia lompakoita, SDK:ita ja RPC-infrastruktuuria ei tarvitse suunnitella merkittävästi uudelleen.

Kehittäjät valitsivat ML-DSA-44:n suurempien turvallisuusvarianttien sijaan tehokkuussyistä. Vaikka vahvemmat versiot tarjoavat teoreettisesti paremman suojan, ne tuottavat myös huomattavasti suurempia allekirjoituksia, jotka vähentäisivät läpimenoa entisestään. Tutkijat päättelivät, että ML-DSA-44 tarjoaa riittävän turvallisuusmarginaalin, kun otetaan huomioon arviot, joiden mukaan kryptografisesti merkittävät kvanttitietokoneet ovat vielä vähintään vuosikymmenen päässä.

Työ heijastaa alan kasvavaa siirtymistä kohti pitkäaikaista salaustekniikkaa, kun lohkoketjuverkostot arvioivat, miten nykyiset arkkitehtuurit toimisivat kvanttiturvallisissa malleissa.