BNB Smart Chain visar att kvantsäker kryptovaluta fungerar trots en halvering av genomströmningen

BNB Smart Chain går vidare med kvantsäkerhetstestning

BNB Smart Chains utvecklare har slutfört ett storskaligt test av kvantmotståndskraftig kryptografi, vilket ger en av de tydligaste demonstrationerna hittills på att blockkedjenätverk kan migrera bort från sårbara krypteringssystem innan kvantdatorer blir ett praktiskt hot.

Forskningen fokuserar på att ersätta de kryptografiska algoritmer som för närvarande används för att säkra transaktioner och validerarkonsensus med post-kvantalternativ som standardiserats av det amerikanska National Institute of Standards and Technology.

Även om experter i stort sett är överens om att det fortfarande dröjer flera år innan kvantdatorer kan knäcka modern blockkedjekryptering, har branschen börjat förbereda sig för en framtid där nuvarande system som ECDSA- och BLS-signaturer kanske inte längre är säkra. Shors algoritm, en kvantberäkningsteknik, kan teoretiskt sett äventyra den elliptiska kurvkryptografi som ligger till grund för de flesta stora blockkedjenätverk.

Förslaget för BNB Smart Chain ersätter traditionella transaktionssignaturer med ML-DSA-44, en gitterbaserad signaturalgoritm som standardiserats enligt NIST:s FIPS 204-ramverk. Sammanställningen av röster på konsensusnivån uppgraderas samtidigt med hjälp av pqSTARK-bevis.

Ändringarna förbättrar avsevärt den teoretiska motståndskraften mot kvantattacker, men de blottlägger också de praktiska begränsningarna i dagens blockkedjeinfrastruktur.

Under det nya ramverket ökar den genomsnittliga transaktionsstorleken från ungefär 110 byte till cirka 2,5 kilobyte. På nätverksnivå ökar blockstorlekarna från cirka 130 kilobyte till nästan 2 megabyte vid motsvarande transaktionsbelastningar.

Vid testning sjönk genomströmningen med mellan 40 % och 50 % beroende på arbetsbelastningsförhållandena. Prestandan mellan regioner påverkades mest, eftersom större block krävde mer tid för att spridas mellan geografiskt distribuerade valideringsnoder.

Trots detta sa utvecklarna att resultaten visar att kvantsäker migrering är tekniskt genomförbar med hjälp av nuvarande standarder och infrastruktur.

Kvanttestet behåller kompatibiliteten med befintlig blockkedjearkitektur

Ett av de viktigaste genombrotten skedde på konsensuslagret. Även om enskilda post-kvant-signaturer är betydligt större än befintliga kryptografiska signaturer, minskade aggregeringen genom pqSTARK-komprimering validerarnas kommunikationsöverhead till hanterbara nivåer.

I ett exempel komprimerades sex validerarsignaturer på totalt 14,5 kilobyte till ett bevis på ungefär 340 byte, vilket gav en komprimeringsgrad på cirka 43 till 1.

Förslaget bevarar också kompatibiliteten med befintliga blockkedjeverktyg. Plånboksadresserna förblir oförändrade på 20 byte och fortsätter att förlita sig på keccak-256-formatering, vilket innebär att de flesta plånböcker, SDK:er och RPC-infrastruktur inte skulle kräva någon betydande omdesign.

Utvecklare valde ML-DSA-44 framför större säkerhetsvarianter på grund av effektivitetshänsyn. Även om starkare versioner erbjuder högre teoretiskt skydd, ger de också betydligt större signaturer som ytterligare skulle minska genomströmningen. Forskarna drog slutsatsen att ML-DSA-44 ger en tillräcklig säkerhetsmarginal, med tanke på att kryptografiskt relevanta kvantdatorer enligt uppskattningar fortfarande ligger minst ett decennium bort.

Arbetet speglar en växande branschförskjutning mot långsiktig kryptografi, då blockkedjenätverk utvärderar hur befintliga arkitekturer skulle fungera under kvantmotståndskraftiga modeller.