Sonic створює блокчейн, готовий до квантових технологій, із спрощеною архітектурою

Ключові висновки

• Sonic переробляє алгоритм доказу частки, щоб уникнути агрегації за методом Боне-Лінн-Шахам, спрощуючи квантові оновлення.
• Ризик, пов'язаний з алгоритмом Шора, сприяє переходу від алгоритму цифрового підпису на еліптичній кривій до схем на основі хеш-функцій.
• Модель спрямованого ациклічного графа системи консенсусу Sonic може призвести до зниження витрат на оновлення, сприяючи впровадженню постквантових технологій.

Квантова загроза стимулює новий підхід до безпеки блокчейну

У міру зростання занепокоєння щодо довгострокової загрози квантових обчислень розробники блокчейнів починають переосмислювати основи мережевої безпеки. Sonic, протокол доказу частки, позиціонує себе як одну з небагатьох систем, розроблених для легшої адаптації до постквантового світу.

Сучасні блокчейни значною мірою покладаються на криптографію на основі еліптичних кривих для захисту транзакцій та перевірки учасників мережі. Ці методи лежать в основі широко використовуваних схем підпису, таких як Алгоритм цифрового підпису на основі еліптичної кривої (ECDSA) та Ed25519. Хоча сьогодні вони є ефективними, вони можуть стати вразливими, якщо квантові комп’ютери досягнуть достатнього масштабу.

Машина, здатна виконувати алгоритм Шора, може порушити ці криптографічні припущення, дозволяючи зловмисникам виводити приватні ключі з публічних даних та підробляти транзакції. Натомість функції на основі хеш-функцій залишаються значною мірою стійкими, що робить їх центральними для моделей безпеки наступного покоління.

«Незалежно від того, чи достатньо потужні квантові комп’ютери з’являться завтра чи через 50 років, галузь має бути готовою», — сказав Бернхард Шольц, головний науковий співробітник Sonic.

Виклик полягає не лише в заміні криптографічних примітивів, а й у тому, як вони вбудовані в існуючі системи консенсусу. Багато провідних мереж з алгоритмом Proof-of-Stake покладаються на методи агрегації підписів, такі як Boneh–Lynn–Shacham (BLS) або порогові підписи, щоб стиснути голоси валідаторів в єдиний доказ. Ці методи підвищують ефективність, але залежать від криптографічних припущень, які квантові обчислення можуть підірвати.

Замінити їх не так просто. Постквантові альтернативи, включаючи підписи на основі решіток та хеш-функцій, зазвичай є більшими та вимагають більших обчислювальних ресурсів. Їм також бракує ефективних методів агрегації, що може значно збільшити витрати на пропускну здатність та верифікацію.

Саме тут дизайн Sonic відрізняється. Його протокол консенсусу, відомий як SonicCS, уникає залежності від агрегованих підписів. Натомість він використовує структуру спрямованого ациклічного графа, в якому кожна подія несе індивідуальний підпис, поєднаний з хеш-посиланнями на попередні події.

Результатом є система, яка залежить від меншої кількості криптографічних будівельних блоків. Перехід до квантово-стійких стандартів передбачав би заміну схем підписів без зміни базової логіки консенсусу.

Підхід Sonic відображає ширшу тенденцію у розвитку блокчейну: планування на випадок ризиків, які можуть з’явитися ще через роки. Хоча практичні квантові атаки залишаються теоретичними, вартість модернізації великих діючих мереж може бути високою.

Компанія заявила, що продовжуватиме стежити за розвитком постінформаційної криптографії, включаючи роботу органів стандартизації та дослідницькі зусилля, пов’язані з такими великими екосистемами, як Ethereum.

Наразі дискусія залишається здебільшого академічною. Але в міру того, як цифрові активи все глибше вбудовуються у фінансові системи, стійкість їхньої базової інфраструктури стає предметом дедалі пильнішого вивчення. У цьому контексті здатність адаптуватися без значних перебоїв може виявитися такою ж важливою, як і сама безпека.