Sonic สร้างบล็อกเชนที่พร้อมรองรับยุคควอนตัมด้วยสถาปัตยกรรมที่เรียบง่ายกว่า

ประเด็นสำคัญ

• Sonic ออกแบบ proof-of-stake ใหม่เพื่อหลีกเลี่ยงการรวมแบบ Boneh–Lynn–Shacham ช่วยให้การอัปเกรดเพื่อรองรับควอนตัมทำได้ง่ายขึ้น
• ความเสี่ยงจากอัลกอริทึมของ Shor ผลักดันให้ย้ายจาก Elliptic Curve Digital Signature Algorithm ไปสู่รูปแบบที่อิงแฮช
• โมเดลกราฟแบบมีทิศทางไร้วงจรของระบบ Sonic Consensus System อาจช่วยลดต้นทุนการอัปเกรด เอื้อต่อการนำแนวทางหลังยุคควอนตัมมาใช้

ภัยคุกคามจากควอนตัมกระตุ้นแนวทางใหม่ต่อความปลอดภัยของบล็อกเชน

เมื่อความกังวลเกี่ยวกับภัยคุกคามระยะยาวจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพิ่มขึ้น นักพัฒนาบล็อกเชนเริ่มทบทวนรากฐานของความปลอดภัยเครือข่าย Sonic ซึ่งเป็นโปรโตคอลแบบ proof-of-stake กำลังวางตำแหน่งตัวเองให้เป็นหนึ่งในไม่กี่ระบบที่ถูกออกแบบมาเพื่อปรับตัวสู่โลกหลังยุคควอนตัมได้ง่ายกว่า

บล็อกเชนสมัยใหม่พึ่งพาการเข้ารหัสแบบเส้นโค้งวงรีอย่างมากเพื่อปกป้องธุรกรรมและตรวจสอบผู้เข้าร่วมเครือข่าย วิธีเหล่านี้เป็นรากฐานของรูปแบบลายเซ็นที่ใช้อย่างแพร่หลาย เช่น Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) และ Ed25519 แม้จะมีประสิทธิภาพในปัจจุบัน แต่ก็อาจกลายเป็นช่องโหว่ได้หากคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีขนาดใหญ่เพียงพอ

เครื่องที่สามารถรันอัลกอริทึมของ Shor ได้อาจทำลายสมมติฐานทางคริปโตเหล่านี้ เปิดทางให้ผู้โจมตีคำนวณคีย์ส่วนตัวจากข้อมูลสาธารณะและปลอมแปลงธุรกรรมได้ ในทางตรงกันข้าม ฟังก์ชันที่อิงแฮชยังคงต้านทานได้เป็นส่วนใหญ่ ทำให้เป็นแกนกลางของโมเดลความปลอดภัยยุคถัดไป

“ไม่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังเพียงพอจะมาถึงพรุ่งนี้หรืออีก 50 ปีข้างหน้า อุตสาหกรรมก็ต้องเตรียมพร้อม” Bernhard Scholz ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายวิจัยของ Sonic กล่าว

ความท้าทายไม่ได้อยู่แค่การแทนที่ไพรมีทีฟทางคริปโตเท่านั้น แต่รวมถึงวิธีที่มันถูกฝังอยู่ในระบบฉันทามติที่มีอยู่แล้ว เครือข่าย proof-of-stake ชั้นนำจำนวนมากพึ่งพาเทคนิคการรวมลายเซ็น เช่น Boneh–Lynn–Shacham (BLS) หรือลายเซ็นแบบ threshold เพื่อบีบอัดคะแนนโหวตของผู้ตรวจสอบ (validator) ให้เหลือเป็นหลักฐานเดียว วิธีเหล่านี้เพิ่มประสิทธิภาพ แต่พึ่งพาสมมติฐานทางคริปโตที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจบ่อนทำลายได้

การแทนที่สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย ทางเลือกหลังยุคควอนตัม รวมถึงลายเซ็นแบบอิงแลตทิซ (lattice-based) และแบบอิงแฮช (hash-based) มักมีขนาดใหญ่กว่าและใช้การคำนวณมากกว่า อีกทั้งยังขาดวิธีการรวมลายเซ็นที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจเพิ่มต้นทุนด้านแบนด์วิดท์และการตรวจสอบอย่างมีนัยสำคัญ

นี่คือจุดที่ การออกแบบ ของ Sonic แตกต่าง โปรโตคอลฉันทามติของมันที่เรียกว่า SonicCS หลีกเลี่ยงการพึ่งพาลายเซ็นที่ถูกรวม (aggregated signatures) โดยใช้โครงสร้างกราฟแบบมีทิศทางไร้วงจร ซึ่งในแต่ละเหตุการณ์ (event) จะมีลายเซ็นแบบรายตัว ร่วมกับการอ้างอิงแบบแฮชไปยังเหตุการณ์ก่อนหน้า

ผลลัพธ์คือระบบที่พึ่งพาส่วนประกอบทางคริปโตน้อยลง การเปลี่ยนผ่านไปสู่มาตรฐานที่ต้านทานควอนตัมจะเกี่ยวข้องกับการสลับรูปแบบลายเซ็น โดยไม่ต้องเปลี่ยนตรรกะของฉันทามติพื้นฐาน

แนวทางของ Sonic สะท้อนแนวโน้มที่กว้างขึ้นในการพัฒนาบล็อกเชน: การวางแผนรับมือความเสี่ยงที่อาจยังอีกหลายปีกว่าจะมาถึง แม้การโจมตีด้วยควอนตัมในทางปฏิบัติยังคงเป็นเพียงทฤษฎี แต่ต้นทุนในการปรับปรุงเครือข่ายขนาดใหญ่ที่กำลังทำงานจริงอาจสูง

บริษัทยังระบุว่าจะติดตามความคืบหน้าในคริปโตหลังยุคควอนตัมต่อไป รวมถึงงานของหน่วยงานกำหนดมาตรฐานและความพยายามด้านการวิจัยที่เชื่อมโยงกับระบบนิเวศหลักอย่างเช่น Ethereum

สำหรับตอนนี้ การถกเถียงส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในเชิงวิชาการ แต่เมื่อสินทรัพย์ดิจิทัลเข้าไปฝังตัวในระบบการเงินมากขึ้น ความยืดหยุ่นของโครงสร้างพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังย่อมถูกจับตามองมากขึ้น ในบริบทนั้น ความสามารถในการปรับตัวโดยไม่เกิดการหยุดชะงักครั้งใหญ่ อาจสำคัญพอ ๆ กับความปลอดภัยเอง