BNB Smart Chain מראה שקריפטו בטוח-קוונטית עובד למרות ירידה של 50% בתפוקה

BNB Smart Chain מקדמת בדיקות אבטחה קוונטית

מפתחי BNB Smart Chain השלימו בדיקה רחבת היקף של קריפטוגרפיה עמידה לקוונטים, והציגו אחת ההדגמות הברורות ביותר עד כה לכך שרשתות בלוקצ’יין יכולות להגר ממערכות הצפנה פגיעות לפני שהמחשוב הקוונטי יהפוך לאיום מעשי.

המחקר מתמקד בהחלפת האלגוריתמים הקריפטוגרפיים המשמשים כיום לאבטחת עסקאות וקונצנזוס מאמתים בחלופות פוסט-קוונטיות שהוסדרו על ידי המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה של ארצות הברית (NIST).

בעוד שמומחים מסכימים ברובם שמחשבים קוונטיים המסוגלים לשבור הצפנת בלוקצ’יין מודרנית עדיין רחוקים שנים, התעשייה החלה להיערך לעתיד שבו מערכות נוכחיות כגון חתימות ECDSA ו-BLS עשויות שלא להיות בטוחות עוד. אלגוריתם שור, טכניקת מחשוב קוונטי, מסוגל תיאורטית לפגוע בקריפטוגרפיה של עקומים אליפטיים העומדת בבסיס רוב רשתות הבלוקצ’יין הגדולות.

ההצעה של BNB Smart Chain מחליפה חתימות עסקה מסורתיות ב-ML-DSA-44, אלגוריתם חתימה מבוסס סריג שהוסדר במסגרת FIPS 204 של NIST. במקביל, צבירת ההצבעות בשכבת הקונצנזוס משודרגת באמצעות הוכחות pqSTARK.

השינויים משפרים משמעותית את העמידות התיאורטית מפני מתקפות קוונטיות, אך הם גם חושפים את המגבלות המעשיות של תשתיות הבלוקצ’יין של ימינו.

במסגרת החדשה, גודל העסקה הממוצע עולה מכ-110 בתים לכ-2.5 קילובייט. ברמת הרשת, גדלי הבלוקים גדלים מכ-130 קילובייט לכמעט 2 מגה-בייט תחת עומסי עסקאות שקולים.

בבדיקות, התפוקה ירדה בין 40% ל-50% בהתאם לתנאי העומס. הביצועים בין אזורים ספגו את הפגיעה החדה ביותר, שכן בלוקים גדולים יותר דרשו זמן רב יותר להתפשט בין צמתי מאמתים המפוזרים גאוגרפית.

למרות זאת, המפתחים אמרו שהתוצאות מדגימות שהגירה בטוחה-לקוונטים אפשרית מבחינה טכנית באמצעות סטנדרטים ותשתיות קיימים.

בדיקה קוונטית שומרת על תאימות עם ארכיטקטורת בלוקצ’יין קיימת

אחת מפריצות הדרך המרכזיות הגיעה בשכבת הקונצנזוס. אף שחתימות פוסט-קוונטיות בודדות גדולות משמעותית מחתימות קריפטוגרפיות קיימות, צבירה באמצעות דחיסת pqSTARK הפחיתה את תקורת התקשורת של המאמתים לרמות שניתן לנהל.

בדוגמה אחת, שש חתימות של מאמתים שסך הכול הגיע ל-14.5 קילובייט נדחסו להוכחה בגודל של כ-340 בתים, מה שהניב יחס דחיסה של כ-43 ל-1.

ההצעה גם שומרת על תאימות עם כלי בלוקצ’יין קיימים. כתובות הארנק נותרות ללא שינוי בגודל 20 בתים וממשיכות להסתמך על פורמט keccak-256, כלומר רוב הארנקים, ערכות ה-SDK ותשתיות ה-RPC לא ידרשו תכנון מחדש משמעותי.

המפתחים בחרו ב-ML-DSA-44 על פני וריאנטים בעלי אבטחה גבוהה יותר בשל שיקולי יעילות. אף שגרסאות חזקות יותר מציעות הגנה תיאורטית גבוהה יותר, הן גם מפיקות חתימות גדולות משמעותית שיפחיתו עוד יותר את התפוקה. החוקרים הסיקו ש-ML-DSA-44 מספק מרווח אבטחה מספק לנוכח הערכות שלפיהן מחשבים קוונטיים בעלי רלוונטיות קריפטוגרפית עדיין רחוקים לפחות עשור.

העבודה משקפת שינוי הולך וגובר בתעשייה לעבר קריפטוגרפיה לטווח ארוך, כאשר רשתות בלוקצ’יין בוחנות כיצד ארכיטקטורות קיימות יתפקדו תחת מודלים עמידים לקוונטים.