BNB Smart Chain dokazuje, da kriptovalute, odporne proti kvantnim napadom, delujejo kljub 50-odstotnemu upadu zmogljivosti

BNB Smart Chain napreduje pri testiranju kvantne varnosti

Razvijalci BNB Smart Chain so zaključili obsežno testiranje kvantno odporne kriptografije, s čimer so ponudili eno najbolj jasnih dokazov doslej, da se lahko omrežja blockchain preusmerijo stran od ranljivih šifrirnih sistemov, preden kvantno računalništvo postane praktična grožnja.

Raziskava se osredotoča na zamenjavo kriptografskih algoritmov, ki se trenutno uporabljajo za zaščito transakcij in soglasja validatorjev, s postkvantnimi alternativami, ki jih je standardiziral ameriški Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST).

Čeprav se strokovnjaki na splošno strinjajo, da so kvantni računalniki, sposobni prelomiti sodobno šifriranje blockchaina, še daleč v prihodnosti, se je industrija začela pripravljati na prihodnost, v kateri sedanji sistemi, kot so podpisi ECDSA in BLS, morda ne bodo več varni. Shorjev algoritem, tehnika kvantnega računalništva, je teoretično sposoben ogroziti kriptografijo eliptičnih krivulj, na kateri temelji večina večjih omrežij blockchaina.

Predlog BNB Smart Chain nadomešča tradicionalne podpisovanje transakcij z ML-DSA-44, algoritmom za podpisovanje na podlagi rešetke, standardiziranim v okviru NIST-ovega standarda FIPS 204. Hkrati se nadgradi združevanje glasov na ravni konsenza z uporabo dokazov pqSTARK.

Spremembe znatno izboljšujejo teoretično odpornost proti kvantnim napadom, vendar hkrati razkrivajo praktične omejitve današnje infrastrukture blockchaina.

V novem okviru se povprečna velikost transakcije poveča s približno 110 bajtov na okoli 2,5 kilobajta. Na ravni omrežja se velikost blokov pri enakovrednih obremenitvah s transakcijami poveča s približno 130 kilobajtov na skoraj 2 megabajta.

Pri testiranju se je prepustnost zmanjšala za 40 % do 50 %, odvisno od pogojev delovne obremenitve. Najbolj izrazit vpliv je bil opazen pri medregijski zmogljivosti, saj so večji bloki potrebovali več časa za razširjanje po geografsko razpršenih validatorskih vozliščih.
Kljub temu so razvijalci dejali, da rezultati kažejo, da je kvantno varna migracija tehnično izvedljiva z uporabo sedanjih standardov in infrastrukture.

Kvantni test ohranja združljivost z obstoječo arhitekturo verige blokov

Eden od ključnih prebojev je bil dosežen na ravni konsenza. Čeprav so posamezni post-kvantni podpisi bistveno večji od obstoječih kriptografskih podpisov, je agregacija s stiskanjem pqSTARK zmanjšala komunikacijsko obremenitev validatorjev na obvladljivo raven.
V enem primeru je bilo šest podpisov validatorjev v skupni velikosti 14,5 kilobajtov stisnjenih v dokaz v velikosti približno 340 bajtov, kar je pomenilo stiskalno razmerje približno 43 proti 1.

Predlog ohranja tudi združljivost z obstoječimi orodji za blokovno verigo. Naslovi denarnic ostajajo nespremenjeni pri 20 bajtih in še naprej temeljijo na formatu keccak-256, kar pomeni, da večina denarnic, SDK-jev in infrastrukture RPC ne bi potrebovala znatnega preoblikovanja.

Razvijalci so zaradi skrbi glede učinkovitosti izbrali ML-DSA-44 namesto večjih varnostnih variant. Čeprav močnejše različice ponujajo višjo teoretično zaščito, ustvarjajo tudi bistveno večje podpise, ki bi dodatno zmanjšali prepustnost. Raziskovalci so ugotovili, da ML-DSA-44 zagotavlja zadostno varnostno rezervo, glede na ocene, da so kriptografsko relevantni kvantni računalniki oddaljeni vsaj desetletje.

Delo odraža vse večji premik industrije v smeri dolgoročne kriptografije, saj omrežja blockchain ocenjujejo, kako bi obstoječe arhitekture delovale v okviru modelov, odpornih proti kvantnim računalnikom.