Sonic razvija blok verigo, pripravljeno za kvantno računalništvo, z enostavnejšo arhitekturo

Ključne ugotovitve

• Sonic prenavlja proof-of-stake, da bi se izognil agregaciji Boneh–Lynn–Shacham, s čimer olajša kvantne nadgradnje.
• Tveganje Shorjevega algoritma spodbuja prehod z algoritma za digitalno podpisovanje z eliptično krivuljo na sheme, ki temeljijo na hash-funkcijah.
• Model usmerjenega acikličnega grafa sistema Sonic Consensus System bi lahko pripeljal do zmanjšanja stroškov nadgradnje, kar bi pomagalo pri sprejemanju post-kvantnih tehnologij.

Kvantna grožnja spodbuja nov pristop k varnosti blokovnih verig

Ker naraščajo skrbi glede dolgoročne grožnje kvantnega računalništva, razvijalci blockchaina začenjajo ponovno razmišljati o temeljih varnosti omrežja. Sonic, protokol dokazovanja deleža, se pozicionira kot eden redkih sistemov, zasnovanih za lažje prilagajanje postkvantnemu svetu.

Sodobne verige blokov se za zaščito transakcij in preverjanje udeležencev v omrežju v veliki meri zanašajo na kriptografijo eliptičnih krivulj. Te metode so podlaga za široko uporabljene sheme podpisovanja, kot sta Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) in Ed25519. Čeprav so danes učinkovite, bi lahko postale ranljive, če bi kvantni računalniki dosegli zadostno zmogljivost.

Stroj, sposoben izvajati Shorjev algoritem, bi lahko prelomil te kriptografske predpostavke, kar bi napadalcem omogočilo, da iz javnih podatkov izpeljejo zasebne ključe in ponaredijo transakcije. Nasprotno pa funkcije, ki temeljijo na hash-funkcijah, ostajajo v veliki meri odporne, kar jih postavlja v središče varnostnih modelov naslednje generacije.

»Ne glede na to, ali bodo dovolj zmogljivi kvantni računalniki prišli jutri ali čez 50 let, mora biti industrija pripravljena,« je dejal Bernhard Scholz, direktor za raziskave pri Sonic.

Izziv ni le v zamenjavi kriptografskih primitivov, ampak tudi v tem, kako so ti vgrajeni v obstoječe konsenzualne sisteme. Mnoga vodilna omrežja s sistemom dokazovanja deleža (proof-of-stake) se zanašajo na tehnike agregacije podpisov, kot so Boneh–Lynn–Shacham (BLS) ali pragovni podpisi, da stisnejo glasove validatorjev v en sam dokaz. Te metode izboljšujejo učinkovitost, vendar so odvisne od kriptografskih predpostavk, ki bi jih kvantno računalništvo lahko spodkopalo.

Njihova zamenjava ni preprosta. Postkvantne alternative, vključno s podpisom na podlagi rešetke in hash-podpisom, so ponavadi večje in računsko intenzivnejše. Prav tako jim primanjkuje učinkovitih metod agregacije, kar bi lahko znatno povečalo stroške pasovne širine in preverjanja.

Tu se Sonicov dizajn razlikuje. Njegov konsenzualni protokol, znan kot SonicCS, se izogiba zanašanju na agregirane podpise. Namesto tega uporablja strukturo usmerjenega acikličnega grafa, v kateri vsak dogodek nosi posamezen podpis, kombiniran s hash referencami na prejšnje dogodke.
Rezultat je sistem, ki je odvisen od manj kriptografskih gradnikov. Prehod na kvantno odporne standarde bi vključeval zamenjavo shem podpisov brez spreminjanja osnovne konsenzualne logike.

Pristop podjetja Sonic odraža širši trend v razvoju verige blokov: načrtovanje za tveganja, ki so morda še leta stran. Medtem ko praktični kvantni napadi ostajajo teoretični, bi lahko bili stroški naknadne prilagoditve velikih, aktivnih omrežij visoki.

Podjetje je dejalo, da bo še naprej spremljalo razvoj v postkvantni kriptografiji, vključno z delom organov za standardizacijo in raziskovalnimi prizadevanji, povezanimi z glavnimi ekosistemi, kot je Ethereum.

Za zdaj ostaja razprava v glavnem akademična. A ker se digitalna sredstva vse bolj vgrajujejo v finančne sisteme, se odpornost njihove osnovne infrastrukture podrobneje preučuje. V tem kontekstu se lahko zmožnost prilagajanja brez večjih motenj izkaže za enako pomembno kot sama varnost.