Sonic kehittää kvanttitietokoneille valmistautuneen lohkoketjun, jonka arkkitehtuuri on yksinkertaisempi

Tärkeimmät kohdat

• Sonic uudistaa proof-of-stake-mallin välttääkseen Boneh–Lynn–Shacham-aggregaatiota, mikä helpottaa kvanttiteknologian päivityksiä.
• Shorin algoritmin riski ajaa siirtymään elliptisen käyrän digitaalisen allekirjoitusalgoritmista hash-pohjaisiin malleihin.
• Sonic Consensus Systemin suunnattu syklittömän graafin malli voi johtaa päivityskustannusten alenemiseen, mikä auttaa kvanttitietokoneiden jälkeisen teknologian käyttöönotossa.

Kvanttiuhka vauhdittaa uutta lähestymistapaa lohkoketjujen turvallisuuteen

Kun huoli kvanttitietokoneiden aiheuttamasta pitkän aikavälin uhkasta kasvaa, lohkoketjujen kehittäjät ovat alkaneet miettiä uudelleen verkkoturvallisuuden perusteita. Proof-of-stake-protokolla Sonic on asemoimassa itsensä yhdeksi harvoista järjestelmistä, jotka on suunniteltu sopeutumaan helpommin post-kvanttimaailmaan.

Nykyaikaiset lohkoketjut nojaavat vahvasti elliptisen käyrän salaukseen turvatakseen transaktiot ja vahvistaakseen verkoston osallistujat. Nämä menetelmät tukevat laajasti käytettyjä allekirjoitusmenetelmiä, kuten Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) ja Ed25519. Vaikka ne ovat nykyään tehokkaita, ne voivat muuttua haavoittuviksi, jos kvanttitietokoneet saavuttavat riittävän mittakaavan.

Kone, joka pystyy suorittamaan Shorin algoritmia, voisi murtaa nämä salausoletukset, jolloin hyökkääjät voisivat johtaa yksityisiä avaimia julkisista tiedoista ja väärentää transaktioita. Sen sijaan hash-pohjaiset funktiot pysyvät suurelta osin vastustuskykyisinä, mikä tekee niistä keskeisen osan seuraavan sukupolven turvallisuusmalleissa.
"Riippumatta siitä, saapuvatko riittävän tehokkaat kvanttitietokoneet huomenna vai 50 vuoden kuluttua, alan on oltava valmis", sanoi Sonicin tutkimusjohtaja Bernhard Scholz.

Haasteena ei ole pelkästään salausprimitiivien korvaaminen, vaan myös se, miten ne integroidaan olemassa oleviin konsensusjärjestelmiin. Monet johtavat proof-of-stake-verkostot käyttävät allekirjoitusten yhdistämistekniikoita, kuten Boneh–Lynn–Shacham (BLS) – tai kynnysarvoallekirjoituksia, validoijien äänien tiivistämiseksi yhdeksi todisteeksi. Nämä menetelmät parantavat tehokkuutta, mutta perustuvat salausoletuksiin, joita kvanttilaskenta voi horjuttaa.

Niiden korvaaminen ei ole yksinkertaista. Post-kvanttivaihtoehdot, mukaan lukien hilapohjaiset ja hash-pohjaiset allekirjoitukset, ovat yleensä suurempia ja vaativat enemmän laskentatehoa. Niiltä puuttuu myös tehokkaita aggregointimenetelmiä, mikä voi lisätä kaistanleveyttä ja vahvistuskustannuksia merkittävästi.

Tässä Sonicin suunnittelu eroaa muista. Sen konsensusprotokolla, joka tunnetaan nimellä SonicCS, välttää riippuvuutta aggregoiduista allekirjoituksista. Sen sijaan se käyttää suunnattua syklitöntä graafirakennetta, jossa jokaisella tapahtumalla on oma allekirjoituksensa, yhdistettynä hajautusviittauksiin aiempiin tapahtumiin.
Tuloksena on järjestelmä, joka riippuu vähemmistä kryptografisista rakennuspalikoista. Siirtyminen kvanttivastustuskykyisiin standardeihin edellyttäisi allekirjoitusjärjestelmien vaihtamista muuttamatta taustalla olevaa konsensuslogiikkaa.

Sonicin lähestymistapa heijastaa laajempaa trendiä lohkoketjujen kehityksessä: varautumista riskeihin, jotka voivat olla vielä vuosien päässä. Vaikka käytännön kvanttihyökkäykset ovat edelleen teoreettisia, suurten, toiminnassa olevien verkkojen jälkiasennuskustannukset voivat olla korkeat.

Yhtiö ilmoitti jatkavansa post-kvanttikryptografian kehityksen seurantaa, mukaan lukien standardointielinten työtä ja Ethereumin kaltaisiin suuriin ekosysteemeihin liittyvää tutkimusta.

Toistaiseksi keskustelu on pääosin akateemista. Mutta kun digitaaliset varat integroituvat yhä tiiviimmin rahoitusjärjestelmiin, niiden taustalla olevan infrastruktuurin kestävyyttä tarkastellaan yhä tarkemmin. Tässä yhteydessä kyky sopeutua ilman suuria häiriöitä voi osoittautua yhtä tärkeäksi kuin turvallisuus itsessään.