Proposes ng Ethereum ang post-quantum security para sa $104 bilyon na staked ETH

Ang mga developer ng ethereum ay nagsagawa ng unang hakbang patungo sa pagprotekta sa network laban sa potensyal na epekto ng quantum computing sa pamamagitan ng pagproponga ng pagrere-design ng validator deposit contract ng blockchain. Ang mga plano na pagbabago ay maaaring magdulot ng pagtanggap ng ethereum sa mga kriptograpikong sistema na disenyo upang harapin ang quantum attacks, tulungan ang pagprotekta sa halos $104 bilyon na halaga ng staked Ether.

Isinumite ang panukala noong Lunes sa repository ng Ethereum Improvement Proposal sa ilalim ng pansamantalang pagtukoy na EIP-8394. Ito ay magpapalit sa fixed cryptographic structure ng deposit contract ng isang mas fleksibong framework na makakatanggap ng iba’t ibang laki ng key at maglalabas ng impormasyon na nag-iidentify sa cryptographic scheme na ginamit para sa bawat validator deposit.

Kasalukuyang nakalock sa staking system ng Ethereum ang halos 42.4 milyong ETH, na may mga validator na nakasalalay sa BLS signatures batay sa elliptic curve cryptography.

Ang sistema ay napakaepektibo dahil ito ay nagpapahintulot na i-combine ang malaking bilang ng mga validator signature sa isang solong compressed signature, na nagbabawas sa amount ng data na kailangan upang panatilihin ang consensus mechanism ng Ethereum.

Gayunpaman, ang kakayahang ito ay maaaring maging isang kahinaan kung ang quantum computers ay makakamit ng antas ng computing power na kakayahang patakbuhin ang Shor’s algorithm. Ang ganitong machine ay maaaring pagsamantalahan ang mga matematikal na aksiyoma sa likod ng elliptic curve cryptography at magbigay-daan sa mga attacker na magawa ang validator credentials.

Ang umiiral na deposit contract ng ethereum ay nagtatadhana ng mga fixed na limitasyon sa cryptographic data, na nagpapahintulot sa 48-byte public keys at 96-byte signature metadata. Ang mga parameter na ito ay disenyo na batay sa BLS at nag-iwan ng kaunting puwang para sa mas malalaking post-quantum cryptographic schemes.

Sa proyektong pagbabago, ang kontrata ay susuportahan ang mga key o credentials na may haba hanggang 8,192 bytes. Ang bawat pag-deposit ay magtutukoy din ng cryptographic scheme na ginagamit nito, na nagpapahintulot sa Ethereum na magdagdag ng karagdagang mga pamantayan sa pagkakaroon ng panahon.

Ang BLS ay unang makikilala bilang scheme zero, habang ang mga hinaharap na Ethereum Improvement Proposals ay maaaring magtakda ng karagdagang cryptographic options.

Ang propong kontrata ay may tatlong mga yugto ng pagpapatakbo: hindi pinagana, pinagana ang BLS at binura na ang BLS.

Ang huling yugto ay magpapahintulot nang permanenteng pigilan ang mga bagong validator na sumali sa network gamit ang BLS credentials. Ang mga umiiral na validator, gayunman, ay hindi agad maapektuhan ng pagbabago.

Ang panukala ay magtatanggal din ng mekanismo ng pagproseso ng deposito na ginamit mula nang ipakilala ng Ethereum ang staking noong 2022. Sa halip, ang pagpapagana na ito ay lilipat sa mas bagong framework na nangangasiwa na sa pagkakawala ng validator at iba pang pag-update na may kinalaman sa validator.

Ang pagpapagana ng muling disenyo ng contract ay nangangailangan ng koordinadong fork na kasasama ang execution at consensus layers ng Ethereum. Ang huling contract addresses at deployment schedule ay hindi pa nakakasya.

Sinabi ni Thomas Coratger, isa sa tatlong may-akda ng panukala, sa X na ang Ethereum at Bitcoin ay parehong umuunlad patungo sa mga hash-based signature bilang potensyal na solusyon para sa post-quantum era.

Ang ilang stateless na nakabatay sa hash na mga istruktura na istandarisa ng National Institute of Standards and Technology ay maaaring magrequire ng halos 8KB bawat signature, na kumakatawan sa propostong kapasidad na 8,192-byte.

Ang mas kompaktong stateful na alternatiba, samantalang, ay nakasalalay sa mga counter na nagdudulot ng kanilang sariling mga panganib sa seguridad. Ang paggamit muli ng isang stateful na pampirma na key, kahit isang beses lamang, ay maaaring magdulot ng panganib sa kaugnay na private key.

Kayang tandaan ni Coratger, ang paglipat sa post-quantum cryptography ay hindi lamang isang bagay ng pagpapalit ng isang algorithm sa isa pa.

Ang panukala ay dumating sa gitna ng patuloy na mga babala tungkol sa posibleng epekto ng quantum computing sa mga blockchain network.

Ang pananaliksik na inilabas ng Google Quantum AI noong Marso ay nakatukoy ng limang posibleng daanan ng quantum attack na naglalayon sa ethereum. Ang pag-aaral ay nag-estimate na higit sa $100 bilyon na halaga ng mga ari-arian sa mga wallet, mga sistema ng staking, smart contract at layer-2 networks ay maaaring ma-expose sa quantum attacks sa hinaharap.

Hiwalay dito, ang quantum security company na Project Eleven ay nag-estima noong Mayo na ang posibilidad ng pagbuo ng isang makina na kaya mag-break ng elliptic curve signatures ay maaaring lampaan ang 50% hanggang 2033, habang tinukoy ang 2030 bilang posibleng mas maagang skenaryo.

Kumilala rin ang kumpanya na higit sa 65% ng lahat ng ETH ay naka-hold sa mga address kung saan ang kanilang public keys ay nakikita na sa blockchain, na maaaring magdulot ng mas malaking panganib kung ang quantum computers ay magiging kakayahan na pagsamantalan ang kasalukuyang mga pamantayan sa kriptograpiya.

Ang validator deposit proposal ay nagpapakita lamang ng isang bahagi ng mas malawak na post-quantum strategy ng Ethereum.

Isang hiwalay na propuesta, ang EIP-8141, ay binabawasan para sa pagkakasama sa Hegotá upgrade na inaasahang mangyayari sa huli ng taon. Ito ay magpapahintulot sa mga karaniwang ethereum account na magpalit sa iba’t ibang cryptographic schemes nang hindi kailangang i-transfer ang kanilang mga ari-arian sa isang bagong wallet address.

Kasama ng dalawang propostal, tatanggalin ang parehong panig ng ecosystem ng ethereum: ang mga validator na responsable sa pagpapanatili ng network at ang karaniwang mga gumagamit na may-ari ng mga aset sa loob nito.

Ang Ethereum Foundation ay nagtakda ng approximadong target na 2029 para sa pagkumpleto ng mga pangunahing pagbabago sa protokolo na kailangan upang tugunan ang mga panganib mula sa quantum computing.

Ang pagkakasunod ng ethereum ay nagpapahiwatig na ang network ay tinuturing ang quantum computing bilang isang pangmatagalang panganib sa infrastruktura kaysa maghintay hanggang sa maging sapat ang lakas ng teknolohiya upang bantaan ang umiiral na kriptograpiya. Ang inirerekomendang deposit contract ay lalong mahalaga dahil ang pagpapalit ng isang pangunahing kriptograpikong sistema pagkatapos ng isang pag-atake ay maaaring maging mas makasira kaysa sa paghahanda ng infrastruktura sa harap.

Gayunpaman, ang paglipat ay hindi magiging madali. Ang mga post-quantum signature ay karaniwang nangangailangan ng higit pang data at maaaring magdulot ng bagong operational trade-offs, habang kailangan ng Ethereum ang pagco-coordinate ng mga pagbabago sa mga validator, user, aplikasyon, at parehong layer ng protokol nito.

Ang pangunahing isyu, kaya, ay hindi kung kaya ng ethereum na tanggapin ang quantum-resistant cryptography sa huli, kundi kung kaya nito na tapusin ang paglipat nang sapat na maaga nang hindi ipapalit ang efficiency at decentralization na nagtatag ng network ngayon. Kung mas mabilis ang pag-unlad ng quantum computing kaysa sa inaasahan, ang kakayahan ng ethereum na magmigrasyon nang paunti-unti kaysa tumugon sa ilalim ng presyon ay maaaring maging isa sa pinakamahalagang pagsubok sa kanyang pangmatagalang katatagan.