A Sonic egyszerűbb felépítésű, kvantum-biztos blokkláncot fejleszt

Főbb tanulságok

• A Sonic átalakítja a proof-of-stake rendszert, hogy elkerülje a Boneh–Lynn–Shacham-aggregációt, megkönnyítve ezzel a kvantum-frissítéseket.
• A Shor-algoritma kockázata miatt az elliptikus görbe digitális aláírási algoritmusról a hash-alapú rendszerekre való áttérésre van szükség.
• A Sonic Consensus System irányított ciklusmentes gráf modellje csökkentheti a frissítési költségeket, elősegítve a poszt-kvantum technológiák elterjedését.

A kvantumfenyegetés új megközelítést ösztönöz a blokklánc-biztonság terén

Ahogy nő az aggodalom a kvantumszámítás hosszú távú fenyegetése miatt, a blokklánc-fejlesztők elkezdik átgondolni a hálózati biztonság alapjait. A Sonic, egy proof-of-stake protokoll, úgy pozícionálja magát, mint az egyik kevés olyan rendszer, amelyet úgy terveztek, hogy könnyebben alkalmazkodjon a poszt-kvantum világhoz.

A modern blokkláncok nagymértékben támaszkodnak az elliptikus görbe kriptográfiára a tranzakciók biztonságának garantálása és a hálózati résztvevők hitelesítése érdekében. Ezek a módszerek olyan széles körben használt aláírási rendszerek alapját képezik, mint az Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) és az Ed25519. Bár jelenleg hatékonyak, sebezhetővé válhatnak, ha a kvantumszámítógépek elég nagy méretet érnek el.

Egy olyan gép, amely képes futtatni Shor algoritmusát, megdöntheti ezeket a kriptográfiai feltételezéseket, lehetővé téve a támadók számára, hogy nyilvános adatokból levezessék a titkos kulcsokat és hamis tranzakciókat hozzanak létre. Ezzel szemben a hash-alapú függvények nagyrészt ellenállóak maradnak, ami miatt központi szerepet töltenek be a következő generációs biztonsági modellekben.

„Akár holnap, akár 50 év múlva érkeznek meg a kellően erős kvantumszámítógépek, az iparágnak fel kell készülnie rájuk” – mondta Bernhard Scholz, a Sonic kutatási igazgatója.

A kihívás nem csupán a kriptográfiai primitívek cseréjében rejlik, hanem abban is, hogy azokat hogyan építik be a meglévő konszenzusos rendszerekbe. Számos vezető proof-of-stake hálózat olyan aláírás-összesítési technikákra támaszkodik, mint a Boneh–Lynn–Shacham (BLS) vagy a küszöbérték-aláírások, hogy a validátorok szavazatait egyetlen bizonyítékká sűrítsék. Ezek a módszerek javítják a hatékonyságot, de olyan kriptográfiai feltételezéseken alapulnak, amelyeket a kvantumszámítás alááshat.

Ezek cseréje nem egyszerű feladat. A poszt-kvantum alternatívák, beleértve a rácsalapú és a hash-alapú aláírásokat, általában nagyobbak és számításigényesebbek. Ezenkívül hiányoznak belőlük a hatékony összesítési módszerek, ami jelentősen megnövelheti a sávszélesség- és a hitelesítési költségeket.

Itt tér el a Sonic tervezése. A SonicCS néven ismert konszenzusprotokollja elkerüli az összesített aláírásokra való támaszkodást. Ehelyett egy irányított ciklusmentes gráfstruktúrát használ, amelyben minden esemény egyedi aláírást hordoz, kombinálva a korábbi eseményekre mutató hash-hivatkozásokkal.
Az eredmény egy olyan rendszer, amely kevesebb kriptográfiai építőelemre támaszkodik. A kvantumálló szabványokra való átállás az aláírási sémák cseréjét jelentené anélkül, hogy az alapul szolgáló konszenzuslogikát módosítanák.

A Sonic megközelítése a blokklánc-fejlesztés egy szélesebb körű trendjét tükrözi: olyan kockázatokra való felkészülést, amelyek még évekre vannak tőlünk. Míg a gyakorlati kvantumtámadások egyelőre elméleti síkon maradnak, a nagy, aktív hálózatok utólagos átalakításának költségei magasak lehetnek.

A vállalat közölte, hogy továbbra is figyelemmel kíséri a poszt-kvantum kriptográfia fejleményeit, beleértve a szabványügyi testületek munkáját és az olyan jelentős ökoszisztémákhoz kapcsolódó kutatási erőfeszítéseket, mint az Ethereum.

Jelenleg a vita még nagyrészt elméleti síkon zajlik. Ahogy azonban a digitális eszközök egyre jobban beépülnek a pénzügyi rendszerekbe, az azok alapját képező infrastruktúra ellenállóképessége egyre nagyobb figyelmet kap. Ebben az összefüggésben a jelentős zavarok nélküli alkalmazkodóképesség ugyanolyan fontosnak bizonyulhat, mint maga a biztonság.