BNB Smart Chain демонструє, що криптовалюта з квантовою безпекою працює навіть попри 50-відсоткове зниження пропускної здатності

BNB Smart Chain просувається у тестуванні квантової безпеки

Розробники BNB Smart Chain завершили масштабне тестування квантостійкої криптографії, продемонструвавши одне з найяскравіших доказів того, що блокчейн-мережі можуть перейти від вразливих систем шифрування до того, як квантові обчислення стануть реальною загрозою.

Дослідження зосереджується на заміні криптографічних алгоритмів, які зараз використовуються для захисту транзакцій та консенсусу валідаторів, на постквантові альтернативи, стандартизовані Національним інститутом стандартів і технологій США.

Хоча експерти в основному сходяться на думці, що до появи квантових комп’ютерів, здатних зламати сучасне шифрування блокчейнів, ще далеко, галузь почала готуватися до майбутнього, в якому такі сучасні системи, як підписи ECDSA та BLS, можуть перестати бути безпечними. Алгоритм Шора, техніка квантового обчислення, теоретично здатний зламати криптографію на основі еліптичних кривих, на якій базуються більшість основних мереж блокчейнів.

Пропозиція BNB Smart Chain замінює традиційні підписи транзакцій на ML-DSA-44, алгоритм підпису на основі решітки, стандартизований у рамках FIPS 204 NIST. Агрегація голосів на рівні консенсусу одночасно модернізується за допомогою доказів pqSTARK.

Ці зміни значно покращують теоретичну стійкість до квантових атак, але вони також виявляють практичні обмеження сучасної інфраструктури блокчейну.

У рамках нової структури середній розмір транзакції зростає з приблизно 110 байтів до близько 2,5 кілобайтів. На рівні мережі розміри блоків збільшуються з приблизно 130 кілобайтів до майже 2 мегабайтів при еквівалентному навантаженні транзакцій.

Під час тестування пропускна здатність знизилася на 40–50% залежно від умов навантаження. Найбільший вплив це мало на міжрегіональну продуктивність, оскільки більші блоки потребували більше часу для поширення між географічно розподіленими вузлами-валідаторами.

Незважаючи на це, розробники заявили, що результати демонструють: міграція з квантовою безпекою технічно можлива з використанням сучасних стандартів та інфраструктури.

Квантовий тест зберігає сумісність з існуючою архітектурою блокчейну

Один із ключових проривів відбувся на рівні консенсусу. Хоча окремі постквантові підписи значно більші за існуючі криптографічні підписи, агрегація за допомогою стиснення pqSTARK зменшила накладні витрати на комунікацію валідаторів до прийнятного рівня.

Наприклад, шість підписів валідаторів загальним обсягом 14,5 кілобайт було стиснуто до доказу розміром приблизно 340 байт, що дало коефіцієнт стиснення приблизно 43 до 1.

Пропозиція також зберігає сумісність з існуючими інструментами блокчейну. Адреси гаманців залишаються незмінними — 20 байтів — і продовжують використовувати форматування keccak-256, що означає, що більшість гаманців, SDK та інфраструктури RPC не потребуватимуть значного перепроектування.

Розробники обрали ML-DSA-44 замість варіантів з вищим рівнем безпеки через міркування ефективності. Хоча більш потужні версії забезпечують вищий теоретичний рівень захисту, вони також генерують значно більші підписи, що ще більше знизило б пропускну здатність. Дослідники дійшли висновку, що ML-DSA-44 забезпечує достатній запас безпеки, враховуючи оцінки, що криптографічно релевантні квантові комп'ютери з'являться щонайменше через десять років.

Ця робота відображає зростаючий перехід галузі до довгострокової криптографії, оскільки блокчейн-мережі оцінюють, як існуючі архітектури працюватимуть у рамках квантово-стійких моделей.