Sonic 构建了架构更简洁的量子安全区块链

要点

• Sonic 重构权益证明机制以规避 Boneh–Lynn–Shacham 聚合，从而简化量子升级。
• Shor 算法带来的风险促使人们从椭圆曲线数字签名算法转向基于哈希的方案。
• Sonic共识系统的有向无环图模型有望降低升级成本，助力后量子时代的采用。

量子威胁催生区块链安全新思路

随着人们对量子计算长期威胁的担忧日益加剧，区块链开发者开始重新审视网络安全的基础架构。作为一种权益证明协议，Sonic 正将自身定位为少数几个能够更轻松适应后量子时代的系统之一。

现代区块链高度依赖椭圆曲线密码学来保障交易安全并验证网络参与者。这些方法支撑着广泛使用的签名方案，例如椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）和Ed25519。尽管目前这些方案行之有效，但一旦量子计算机达到足够规模，它们可能会变得脆弱。

一台能够运行肖尔算法（Shor’s algorithm）的机器将能打破这些密码学假设，使攻击者能够从公开数据中推导出私钥并伪造交易。相比之下，基于哈希的函数在很大程度上仍具有抗量子性，因此成为下一代安全模型的核心。 “无论足够强大的量子计算机是明天出现还是50年后出现，行业都必须做好准备，”Sonic首席研究官伯恩哈德·舒尔茨（Bernhard Scholz）表示。

挑战不仅在于替换加密原语，更在于如何将其嵌入现有共识系统。许多领先的权益证明（PoS）网络依赖于签名聚合技术（如Boneh–Lynn–Shacham（BLS）或阈值签名），将验证者的投票压缩为单一证明。这些方法虽提高了效率，却依赖于可能被量子计算所破坏的加密假设。

替换这些方法并非易事。后量子替代方案（包括基于格和基于哈希的签名）通常体积更大且计算开销更高。此外，它们还缺乏高效的聚合方法，这可能会显著增加带宽和验证成本。

Sonic 的设计在此处有所不同。其名为 SonicCS 的共识协议避免依赖聚合签名。取而代之的是，它采用有向无环图结构，其中每个事件都携带独立的签名，并结合对先前事件的哈希引用。 由此构建的系统依赖的密码学基础组件更少。向抗量子标准的过渡只需替换签名方案，而无需改变底层共识逻辑。

Sonic 的做法反映了区块链开发中的一种更广泛趋势：为可能尚需数年才会出现的风险做好规划。尽管实际的量子攻击目前仍停留在理论层面，但对大型现行网络进行改造的成本可能很高。

该公司表示，将持续关注后量子密码学领域的进展，包括标准制定机构的工作以及以太坊等主要生态系统相关的研究动态。 目前，相关讨论主要停留在学术层面。但随着数字资产日益融入金融体系，其底层基础设施的韧性正受到更严格的审视。在此背景下，在不造成重大中断的情况下实现适应的能力，可能与安全性本身同样重要。