Spoločnosť Sonic vyvíja blockchain pripravený na kvantovú technológiu s jednoduchšou architektúrou

Kľúčové body

• Sonic prepracováva proof-of-stake, aby sa vyhol agregácii Boneh–Lynn–Shacham, čím uľahčuje kvantové aktualizácie.
• Riziko Shorovho algoritmu tlačí na prechod od algoritmu digitálneho podpisu s eliptickou krivkou k schémam založeným na hashovaní.
• Model smerovaného acyklického grafu konsenzuálneho systému Sonic by mohol viesť k zníženiu nákladov na aktualizáciu, čo by pomohlo prijatiu postkvantových technológií.

Kvantová hrozba podnecuje nový prístup k bezpečnosti blockchainu

Vzhľadom na rastúce obavy z dlhodobej hrozby kvantového výpočtového výkonu začínajú vývojári blockchainu prehodnocovať základy bezpečnosti siete. Sonic, protokol proof-of-stake, sa profiluje ako jeden z mála systémov navrhnutých tak, aby sa ľahšie prispôsobili postkvantovému svetu.

Moderné blockchainy sa vo veľkej miere spoliehajú na kryptografiu s eliptickými krivkami na zabezpečenie transakcií a overenie účastníkov siete. Tieto metódy tvoria základ široko používaných schém podpisov, ako sú algoritmus digitálneho podpisu s eliptickou krivkou (ECDSA) a Ed25519. Hoci sú dnes účinné, mohli by sa stať zraniteľnými, ak kvantové počítače dosiahnu dostatočný rozsah.

Stroj schopný spustiť Shorov algoritmus by mohol prelomiť tieto kryptografické predpoklady, čo by útočníkom umožnilo odvodiť súkromné kľúče z verejných údajov a falšovať transakcie. Naopak, funkcie založené na hashových funkciách zostávajú vo veľkej miere odolné, čo z nich robí kľúčovú súčasť bezpečnostných modelov novej generácie.

„Nech už dostatočne výkonné kvantové počítače prídu zajtra alebo o 50 rokov, odvetvie musí byť pripravené,“ povedal Bernhard Scholz, vedúci výskumu v spoločnosti Sonic.

Výzva spočíva nielen v nahradení kryptografických primitív, ale aj v tom, ako sú zakomponované do existujúcich konsenzuálnych systémov. Mnohé popredné siete typu proof-of-stake sa spoliehajú na techniky agregácie podpisov, ako sú Boneh–Lynn–Shacham (BLS) alebo prahové podpisy, aby zkomprimovali hlasy validátorov do jedného dôkazu. Tieto metódy zvyšujú efektivitu, ale závisia od kryptografických predpokladov, ktoré by kvantové výpočty mohli podkopať.

Ich nahradenie nie je jednoduché. Postkvantové alternatívy, vrátane podpisov založených na mriežkach a hashových podpisov, bývajú väčšie a výpočtovo náročnejšie. Chýbajú im tiež efektívne metódy agregácie, čo by mohlo výrazne zvýšiť náklady na šírku pásma a overovanie.

Tu sa dizajn Sonic odlišuje. Jeho konsenzuálny protokol, známy ako SonicCS, sa vyhýba spoliehaniu sa na agregované podpisy. Namiesto toho používa štruktúru orientovaného acyklického grafu, v ktorom každá udalosť nesie individuálny podpis, kombinovaný s hash referenciami na predchádzajúce udalosti.
Výsledkom je systém, ktorý závisí od menšieho počtu kryptografických stavebných blokov. Prechod na kvantovo odolné štandardy by znamenal výmenu schém podpisov bez zmeny základnej logiky konsenzu.

Prístup spoločnosti Sonic odráža širší trend vo vývoji blockchainu: plánovanie rizík, ktoré môžu nastať až o niekoľko rokov. Hoci praktické kvantové útoky zostávajú teoretické, náklady na modernizáciu veľkých, aktívnych sietí by mohli byť vysoké.

Spoločnosť uviedla, že bude naďalej sledovať vývoj v oblasti postkvantovej kryptografie, vrátane práce normalizačných orgánov a výskumných aktivít spojených s hlavnými ekosystémami, ako je Ethereum.

Zatiaľ zostáva táto debata prevažne akademická. Avšak s tým, ako sa digitálne aktíva stále viac začleňujú do finančných systémov, odolnosť ich základnej infraštruktúry je podrobená čoraz dôkladnejšiemu skúmaniu. V tomto kontexte sa schopnosť prispôsobiť sa bez väčších narušení môže ukázať ako rovnako dôležitá ako samotná bezpečnosť.