Sonic utvecklar en kvantdatoranpassad blockkedja med en enklare arkitektur

Viktiga punkter

• Sonic omformar proof-of-stake för att undvika Boneh–Lynn–Shacham-aggregering, vilket underlättar kvantuppgraderingar.
• Risken med Shors algoritm driver på övergången från Elliptic Curve Digital Signature Algorithm till hashbaserade system.
• Sonic Consensus Systems modell med riktad acyklisk graf kan leda till minskade uppgraderingskostnader, vilket underlättar införandet av post-kvantumteknik.

Kvanthotet driver fram en ny strategi för blockkedjesäkerhet

I takt med att oron växer över det långsiktiga hotet från kvantdatorer börjar blockkedjeutvecklare ompröva grunderna för nätverkssäkerhet. Sonic, ett proof-of-stake-protokoll, positionerar sig som ett av få system som är utformade för att lättare anpassa sig till en post-kvantumvärld.

Moderna blockkedjor är starkt beroende av kryptografi med elliptiska kurvor för att säkra transaktioner och validera nätverksdeltagare. Dessa metoder ligger till grund för allmänt använda signaturscheman som Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) och Ed25519. Även om de är effektiva idag kan de bli sårbara om kvantdatorer når tillräcklig skala.

En maskin som kan köra Shors algoritm skulle kunna bryta dessa kryptografiska antaganden, vilket gör det möjligt för angripare att härleda privata nycklar från offentliga data och förfalska transaktioner. Däremot förblir hashbaserade funktioner i stort sett motståndskraftiga, vilket gör dem centrala för nästa generations säkerhetsmodeller.

”Oavsett om tillräckligt kraftfulla kvantdatorer dyker upp imorgon eller om 50 år måste branschen vara förberedd”, säger Bernhard Scholz, forskningschef på Sonic.

Utmaningen ligger inte bara i att ersätta kryptografiska primitiver utan också i hur de är inbäddade i befintliga konsensussystem. Många ledande proof-of-stake-nätverk förlitar sig på tekniker för signaturaggregering, såsom Boneh–Lynn–Shacham (BLS) eller tröskelsignaturer, för att komprimera validerarnas röster till ett enda bevis. Dessa metoder förbättrar effektiviteten men är beroende av kryptografiska antaganden som kvantberäkning skulle kunna undergräva.

Att ersätta dem är inte enkelt. Post-kvantalternativ, inklusive gitterbaserade och hashbaserade signaturer, tenderar att vara större och mer beräkningsintensiva. De saknar också effektiva aggregeringsmetoder, vilket kan öka bandbredds- och verifieringskostnaderna avsevärt.

Det är här Sonics design skiljer sig åt. Dess konsensusprotokoll, känt som SonicCS, undviker att förlita sig på aggregerade signaturer. Istället använder det en riktad acyklisk grafstruktur där varje händelse bär en individuell signatur, kombinerad med hash-referenser till tidigare händelser.

Resultatet är ett system som är beroende av färre kryptografiska byggstenar. En övergång till kvantmotståndskraftiga standarder skulle innebära att byta ut signaturscheman utan att ändra den underliggande konsensuslogiken.

Sonics tillvägagångssätt speglar en bredare trend inom blockkedjeutveckling: att planera för risker som kanske ligger flera år fram i tiden. Även om praktiska kvantattacker fortfarande är teoretiska kan kostnaden för att uppgradera stora, aktiva nätverk bli hög.

Företaget uppger att det kommer att fortsätta följa utvecklingen inom post-kvantkryptografi, inklusive arbete från standardiseringsorgan och forskningsinsatser kopplade till stora ekosystem som Ethereum.

För närvarande är debatten i stort sett akademisk. Men i takt med att digitala tillgångar blir alltmer integrerade i finansiella system granskas motståndskraften hos deras underliggande infrastruktur allt noggrannare. I det sammanhanget kan förmågan att anpassa sig utan större störningar visa sig vara lika viktig som säkerheten i sig.