Sonic bouwt een kwantumbestendige blockchain met een eenvoudigere architectuur

Belangrijkste punten

• Sonic herontwerpt proof-of-stake om Boneh–Lynn–Shacham-aggregatie te vermijden, wat kwantumupgrades vergemakkelijkt.
• Het risico van het algoritme van Shor zorgt voor een verschuiving van het Elliptic Curve Digital Signature Algorithm naar op hash gebaseerde schema's.
• Het directed acyclic graph-model van het Sonic Consensus System zou kunnen leiden tot lagere upgrade-kosten, wat de acceptatie van post-kwantumtechnologie bevordert.

Kwantumdreiging stimuleert nieuwe benadering van blockchainbeveiliging

Naarmate de bezorgdheid over de langetermijnbedreiging van quantumcomputing toeneemt, beginnen blockchainontwikkelaars de fundamenten van netwerkbeveiliging te heroverwegen. Sonic, een proof-of-stake-protocol, positioneert zich als een van de weinige systemen die zijn ontworpen om zich gemakkelijker aan te passen aan een post-quantumwereld.

Moderne blockchains zijn sterk afhankelijk van elliptische-curvecryptografie om transacties te beveiligen en netwerkdeelnemers te valideren. Deze methoden vormen de basis voor veelgebruikte handtekeningschema's zoals het Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) en Ed25519. Hoewel ze vandaag de dag effectief zijn, kunnen ze kwetsbaar worden als kwantumcomputers voldoende schaalgrootte bereiken.

Een machine die het algoritme van Shor kan uitvoeren, zou deze cryptografische aannames kunnen doorbreken, waardoor aanvallers privésleutels kunnen afleiden uit openbare gegevens en transacties kunnen vervalsen. Hash-gebaseerde functies blijven daarentegen grotendeels resistent, waardoor ze centraal staan in beveiligingsmodellen van de volgende generatie.

"Of er nu morgen of over 50 jaar voldoende krachtige kwantumcomputers komen, de sector moet voorbereid zijn", aldus Bernhard Scholz, Chief Research Officer bij Sonic.

De uitdaging ligt niet alleen in het vervangen van cryptografische primitieven, maar ook in de manier waarop deze in bestaande consensus-systemen zijn ingebed. Veel toonaangevende proof-of-stake-netwerken vertrouwen op technieken voor het samenvoegen van handtekeningen, zoals Boneh–Lynn–Shacham (BLS) of drempelhandtekeningen, om de stemmen van validators samen te voegen tot één enkel bewijs. Deze methoden verbeteren de efficiëntie, maar zijn afhankelijk van cryptografische aannames die door quantumcomputers zouden kunnen worden ondermijnd.

Het vervangen ervan is niet eenvoudig. Post-kwantumalternatieven, waaronder op roosters en hashes gebaseerde handtekeningen, zijn doorgaans omvangrijker en rekenintensiever. Ook ontbreken er efficiënte aggregatiemethoden, wat de bandbreedte- en verificatiekosten aanzienlijk zou kunnen verhogen.

Dit is waar het ontwerp van Sonic afwijkt. Het consensusprotocol, bekend als SonicCS, vermijdt het gebruik van geaggregeerde handtekeningen. In plaats daarvan maakt het gebruik van een gerichte acyclische grafiekstructuur waarin elke gebeurtenis een individuele handtekening draagt, gecombineerd met hash-verwijzingen naar eerdere gebeurtenissen.

Het resultaat is een systeem dat afhankelijk is van minder cryptografische bouwstenen. Een overgang naar kwantumresistente standaarden zou het vervangen van handtekeningschema's inhouden zonder de onderliggende consensuslogica te wijzigen.

De aanpak van Sonic weerspiegelt een bredere trend in de ontwikkeling van blockchain: plannen maken voor risico's die misschien nog jaren op zich laten wachten. Hoewel praktische kwantumaanvallen nog theoretisch zijn, zouden de kosten voor het aanpassen van grote, live netwerken hoog kunnen zijn.

Het bedrijf zei dat het de ontwikkelingen op het gebied van post-kwantumcryptografie zal blijven volgen, waaronder het werk van normalisatie-instanties en onderzoeksinspanningen die verband houden met grote ecosystemen zoals Ethereum.

Voorlopig blijft het debat grotendeels academisch. Maar naarmate digitale activa steeds meer in financiële systemen worden geïntegreerd, wordt de veerkracht van de onderliggende infrastructuur steeds kritischer bekeken. In die context kan het vermogen om zich aan te passen zonder grote verstoringen even belangrijk blijken te zijn als de beveiliging zelf.