ソニックが、よりシンプルなアーキテクチャで量子コンピューター対応のブロックチェーンを構築しました。

主なポイント

• SonicはBoneh–Lynn–Shacham（BLS）集約を回避し、量子耐性へのアップグレードを容易にするため、プルーフ・オブ・ステークを再設計します。
• Shorのアルゴリズムによるリスクを踏まえ、楕円曲線デジタル署名アルゴリズムからハッシュベースの方式への移行を進めています。
• Sonicコンセンサスシステムの有向非循環グラフ（DAG）モデルはアップグレードコストの削減につながり、ポスト量子技術の採用を促進する可能性があります。

量子コンピューティングの脅威がブロックチェーンセキュリティへの新たなアプローチを促しています。

量子コンピューティングによる長期的な脅威への懸念が高まる中、ブロックチェーン開発者はネットワークセキュリティの基盤を見直し始めています。プルーフ・オブ・ステーク（PoS）プロトコルであるSonicは、ポスト量子時代により容易に適応できるよう設計された数少ないシステムの一つとして位置づけられています。

現在のブロックチェーンは取引の保護やネットワーク参加者の認証に楕円曲線暗号を大きく依存しています。この方式は楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）やEd25519など、広く使われている署名スキームの基盤となっています。現在は有効ですが、量子コンピュータが十分な規模に達すると脆弱になる恐れがあります。

ショアのアルゴリズムを実行できるマシンが登場すれば、これらの暗号学的仮定は破られ、攻撃者が公開データから秘密鍵を導き出し、取引を偽造できてしまう恐れがあります。これに対し、ハッシュベースの関数は依然として高い耐性を維持しており、次世代のセキュリティモデルの中核を成しています。 「十分に強力な量子コンピュータが明日現れるにせよ、50年後になるにせよ、業界は準備を整えておく必要があります」と、ソニックの最高研究責任者（CRO）であるベルンハルト・ショルツ氏は述べています。

課題は暗号プリミティブを置き換えることだけでなく、それを既存のコンセンサスシステムにどのように組み込むかにもあります。多くの主要なプルーフ・オブ・ステーク（PoS）ネットワークでは、バリデーターの投票を単一の証明に圧縮するためにBoneh–Lynn–Shacham（BLS）署名やしきい値署名などの署名集約技術が用いられています。これらの手法は効率を向上させますが、量子コンピューティングによって揺るがされる可能性のある暗号学的仮定に依存しています。

これらを置き換えるのは容易ではありません。格子ベースやハッシュベースの署名を含むポスト量子代替案は、一般的にサイズが大きく、計算負荷も高い傾向があります。また、効率的な集約手法が欠如しており、帯域幅や検証コストを大幅に増加させる恐れがあります。

これに対し、Sonicの設計は一線を画します。SonicCSと呼ばれるコンセンサスプロトコルは、集約された署名に依存しません。代わりに、各イベントが個別の署名と先行イベントへのハッシュ参照を組み合わせた有向非循環グラフ（DAG）構造を採用しています。その結果、より少ない暗号学的構成要素に依存するシステムを実現しました。量子耐性のある標準へ移行する際には、基盤となるコンセンサスロジックを変更することなく、署名方式だけを置き換えるだけで済みます。

ソニックのアプローチは、数年先かもしれないリスクに備えるというブロックチェーン開発のより広範な傾向を反映しています。実用的な量子攻撃は依然として理論上のものに留まっていますが、大規模な稼働中ネットワークを後付けで改修するコストは高額になる可能性があります。

同社は、標準化団体の取り組みやイーサリアムなどの主要エコシステムに関連する研究活動を含め、ポスト量子暗号の動向を引き続き注視していくとしている。現時点ではこの議論は主に学術的なものに留まっている。しかし、デジタル資産が金融システムにますます組み込まれるにつれ、その基盤となるインフラの耐障害性に対する精査が厳しくなっている。そうした状況下では、大きな混乱を招くことなく適応できる能力が、セキュリティそのものと同じくらい重要になる可能性がある。