XRP Ledger wil kwantumbestendige upgrade in 2028: risico’s en kosten

De weg van XRP naar post-kwantumcryptografie

Het onderzoek, gepubliceerd als onderdeel van de protocolroadmap voor 2027 van de XRP Ledger Foundation, onderzoekt de invoering van ML-DSA-44, een gestandaardiseerd post-kwantumalgoritme voor digitale handtekeningen, voor alle accounts, validators en uitgevers van validatorlijsten binnen de blockchain.

De voorgestelde wijziging zou gebruikers en netwerkbeheerders in staat stellen bestaande cryptografische sleutels te vervangen door alternatieven die zijn ontworpen om aanvallen van voldoende krachtige kwantumcomputers te weerstaan.

Het onderzoek bouwt voort op het eerder door Ripple aangekondigde doel om tegen 2028 volledig post-kwantum-gereed te zijn, maar biedt een meer gedetailleerde beoordeling van het werk dat nodig is om dat doel te bereiken.

Momenteel maken XRP Ledger-accounts gebruik van secp256k1- of Ed25519-cryptografie, die beide theoretisch kunnen worden gekraakt door voldoende geavanceerde kwantumcomputers die het algoritme van Shor uitvoeren.

De bezorgdheid reikt verder dan individuele XRP-wallets. Validators vertrouwen op cryptografische handtekeningen om transacties te authenticeren en de netwerkconsensus te coördineren, terwijl uitgevers van lijsten met vertrouwde validators helpen bepalen welke operators aan dat proces deelnemen.

Een succesvolle aanval op die systemen zou kwaadwillende actoren in staat kunnen stellen zich voor te doen als legitieme accounts of validators, wat de netwerkbeveiliging mogelijk zou ondermijnen.

Het voorstel van de Stichting zou ondersteuning voor ML-DSA-44 in al deze systemen introduceren, waardoor gebruikers kunnen migreren voordat de bestaande cryptografische beveiligingen kwetsbaar worden.

De upgrade zou echter aanzienlijke technische kosten met zich meebrengen.

Volgens het onderzoek zouden transacties die gebruikmaken van de voorgestelde kwantumbestendige handtekeningen ongeveer 5.331 bytes aan opslagruimte in beslag kunnen nemen, vergeleken met 1.704 bytes voor een conventionele betaling. Dat komt neer op een toename van ongeveer 213%, wat mogelijk gevolgen heeft voor de netwerkbandbreedte, de opslag van transactiegeschiedenis en de exploitatiekosten.

De Stichting schat dat de implementatie ongeveer 640 ontwikkelingsuren en 400 extra controle-uren zou vergen, waarbij de verwachte kosten voor controle, audit en aanverwante uitgaven in totaal tussen de 215.000 en 255.000 dollar zouden bedragen, exclusief de initiële ontwikkelingsinspanning.

Het onderzoek brengt ook onopgeloste vraagstukken aan het licht met betrekking tot transactiekosten, accountmigratie en compatibiliteit met bestaande software. Het simpelweg toevoegen van een kwantumbestendige reguliere sleutel zou een account niet volledig beveiligen als de oorspronkelijke, kwetsbare hoofdsleutel ingeschakeld zou blijven.

Er is al een implementatie getest in de AlphaNet-omgeving van het netwerk, maar verdere ontwikkeling en beveiligingsbeoordelingen zijn nodig voordat deze kan worden ingezet.

De roadmap voorziet in een migratiestudie voor de eerste helft van 2027, gevolgd door ontwikkeling, beoordeling en auditing eind 2027 of in 2028. Er is nog geen activeringsdatum voor het mainnet goedgekeurd.

Ripple kondigde in april al een vierfasige kwantumbeveiligingsstrategie aan, met onder meer experimentele implementaties, noodplanning en samenwerking met beveiligingsbedrijf Project Eleven. Dat partnerschap omvat onderzoek naar hybride ondertekeningssystemen die traditionele en post-kwantumhandtekeningen combineren, naast validatortests en prototypes van bewaarwallets.

Blockchains bereiden zich voor op post-kwantummaatregelen

Het XRP Ledger is niet de enige die zich voorbereidt op de opkomende dreiging.

Bitcoin-ontwikkelaars overwegen BIP 360, een voorstel dat een nieuw outputtype zou introduceren om de blootstelling van openbare sleutels te verminderen. Onlangs stelde een ervaren Bitcoin Core-ontwikkelaar voor om geheime „kwantumlandmijnen“ te plaatsen om pogingen tot kwantumdiefstal van bitcoins mogelijk om te zetten in potentieel kostbare fouten.

Ethereum heeft kwantumbestendigheid opgenomen in zijn langetermijnroadmap, met voorgestelde wijzigingen in de validatorarchitectuur en accountverificatie, gericht op bredere upgrades rond 2029. Ontwikkelaars van Solana hebben het post-kwantumhandtekeningsschema Falcon onderzocht, terwijl Starknet onderzoek doet naar een mogelijke overgang van Ethereum Layer 2 naar een onafhankelijke Layer 1-blockchain, deels om meer controle te krijgen over zijn routekaart voor post-kwantumbeveiliging.

Hoewel nog geen enkele kwantumcomputer heeft aangetoond in staat te zijn de cryptografie te kraken die grote blockchains beveiligt, stelt de XRP Ledger Foundation dat vroegtijdige voorbereiding essentieel is, omdat het vervangen van cryptografische systemen in een live netwerk jaren kan duren.

Indien de voorgestelde wijziging met succes wordt doorgevoerd, zou het XRP Ledger tot de eerste grote blockchains behoren die native post-kwantumhandtekeningen ondersteunen voor zowel gewone accounts als validators.