BNB Smart Chain демонстрирует работоспособность криптовалюты, защищенной от квантовых атак, несмотря на падение пропускной способности на 50 %

BNB Smart Chain продвигается в тестировании квантовой безопасности

Разработчики BNB Smart Chain завершили масштабное тестирование квантово-устойчивой криптографии, предоставив одну из самых наглядных на сегодняшний день демонстраций того, что блокчейн-сети могут перейти с уязвимых систем шифрования на новые, прежде чем квантовые вычисления станут реальной угрозой.

Исследование сосредоточено на замене криптографических алгоритмов, используемых в настоящее время для защиты транзакций и консенсуса валидаторов, на постквантовые альтернативы, стандартизированные Национальным институтом стандартов и технологий США.

Хотя эксперты в целом согласны с тем, что до появления квантовых компьютеров, способных взломать современное шифрование блокчейна, еще долгие годы, отрасль начала готовиться к будущему, в котором такие нынешние системы, как подписи ECDSA и BLS, могут перестать быть безопасными. Алгоритм Шора, метод квантовых вычислений, теоретически способен скомпрометировать криптографию на основе эллиптических кривых, лежащую в основе большинства крупных сетей блокчейна.

Предложение BNB Smart Chain заменяет традиционные подписи транзакций на ML-DSA-44, алгоритм подписи на основе решеток, стандартизированный в рамках стандарта FIPS 204 NIST. Одновременно модернизируется агрегация голосов на уровне консенсуса с использованием доказательств pqSTARK.

Эти изменения значительно повышают теоретическую устойчивость к квантовым атакам, но также выявляют практические ограничения современной инфраструктуры блокчейна.

В рамках новой структуры средний размер транзакции увеличивается с примерно 110 байт до около 2,5 килобайт. На уровне сети размер блоков увеличивается с примерно 130 килобайт до почти 2 мегабайт при эквивалентной нагрузке транзакций.

В ходе тестирования пропускная способность снизилась на 40–50 % в зависимости от условий рабочей нагрузки. Наиболее резкое влияние это оказало на межрегиональную производительность, поскольку более крупные блоки требовали больше времени для распространения по географически распределенным узлам-валидаторам.

Несмотря на это, разработчики заявили, что результаты демонстрируют техническую осуществимость квантово-безопасной миграции с использованием текущих стандартов и инфраструктуры.

Квантовый тест сохраняет совместимость с существующей архитектурой блокчейна

Один из ключевых прорывов произошел на уровне консенсуса. Хотя отдельные постквантовые подписи существенно больше существующих криптографических подписей, агрегация посредством сжатия pqSTARK снизила коммуникационные накладные расходы валидаторов до управляемого уровня.

В одном из примеров шесть подписей валидаторов общим объемом 14,5 килобайт были сжаты в доказательство размером примерно 340 байт, что дало коэффициент сжатия примерно 43 к 1.

Предложение также сохраняет совместимость с существующими инструментами блокчейна. Адреса кошельков остаются неизменными — 20 байт — и по-прежнему используют формат keccak-256, что означает, что большинство кошельков, SDK и инфраструктуры RPC не потребуют значительной переработки.

Разработчики выбрали ML-DSA-44 вместо вариантов с более высоким уровнем безопасности из соображений эффективности. Хотя более сильные версии обеспечивают более высокую теоретическую защиту, они также генерируют значительно более объемные подписи, что еще больше снизило бы пропускную способность. Исследователи пришли к выводу, что ML-DSA-44 обеспечивает достаточный запас безопасности, учитывая оценки, согласно которым появление криптографически значимых квантовых компьютеров произойдет не раньше, чем через десять лет.

Эта работа отражает растущий сдвиг в отрасли в сторону долгосрочной криптографии, поскольку блокчейн-сети оценивают, как существующие архитектуры будут работать в условиях квантово-устойчивых моделей.