Ethereum เสนอความปลอดภัยหลังควอนตัมสำหรับ ETH ที่ถูกล็อกมูลค่า 104 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ

นักพัฒนา Ethereum ได้ดำเนินการขั้นตอนแรกในการปกป้องเครือข่ายจากผลกระทบ tiềmential ของการคำนวณแบบควอนตัม โดยเสนอการออกแบบใหม่สำหรับสัญญาการฝากผู้ตรวจสอบของบล็อกเชน การเปลี่ยนแปลงที่วางแผนไว้อาจในที่สุดทำให้ Ethereum สามารถใช้ระบบเข้ารหัสที่ออกแบบมาเพื่อรับมือกับการโจมตีแบบควอนตัม ช่วยปกป้อง Ether ที่ถูกเดิมพันมูลค่าประมาณ 104 พันล้านดอลลาร์

ข้อเสนอถูกส่งเมื่อวันจันทร์ไปยังที่เก็บข้อเสนอการปรับปรุง Ethereum ภายใต้ชื่อชั่วคราว EIP-8394 ข้อเสนอนี้จะแทนที่โครงสร้างเข้ารหัสแบบคงที่ของสัญญาการฝากด้วยกรอบงานที่ยืดหยุ่นกว่า ซึ่งสามารถรองรับขนาดกุญแจที่แตกต่างกันและจัดเก็บข้อมูลที่ระบุแผนการเข้ารหัสที่ใช้สำหรับการฝากของผู้ตรวจสอบแต่ละราย

ปัจจุบันมี ETH ประมาณ 42.4 ล้านหน่วยถูกล็อกไว้ในระบบการstaking ของ Ethereum โดยตัวตรวจสอบความถูกต้องใช้ลายเซ็น BLS ที่อิงจากคริปโตกราฟีเส้นโค้งเชิงอนุพันธ์

ระบบมีประสิทธิภาพสูงเพราะอนุญาตให้รวมลายเซ็นของตัวตรวจสอบจำนวนมากเป็นลายเซ็นที่บีบอัดเพียงหนึ่งเดียว ซึ่งลดจำนวนข้อมูลที่จำเป็นในการรักษา cơ chếการตกลงใจของ Ethereum

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพนี้อาจกลายเป็นช่องโหว่หากคอมพิวเตอร์ควอนตัมบรรลุระดับพลังการคำนวณที่สามารถรันอัลกอริทึมชอร์ได้ เครื่องดังกล่าวอาจทำลายสมมติฐานทางคณิตศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการเข้ารหัสเส้นโค้งเชิงอนุพันธ์ และทำให้ผู้โจมตีสามารถปลอมแปลงข้อมูลประจำตัวของตัวตรวจสอบได้

สัญญาการฝากของ Ethereum ปัจจุบันกำหนดขีดจำกัดคงที่สำหรับข้อมูลเข้ารหัส อนุญาตให้มีกุญแจสาธารณะขนาด 48 ไบต์และข้อมูลเมตาของลายเซ็นขนาด 96 ไบต์ พารามิเตอร์เหล่านี้ถูกออกแบบมาสำหรับ BLS และทิ้งพื้นที่น้อยมากสำหรับแผนการเข้ารหัสหลังควอนตัมที่ใหญ่กว่าอย่างมีนัยสำคัญ

ภายใต้การออกแบบที่เสนอ คอนแทรกต์จะรองรับกุญแจหรือข้อมูลรับรองสูงสุด 8,192 ไบต์ การฝากแต่ละครั้งจะระบุแผนการเข้ารหัสที่ใช้ ทำให้ Ethereum สามารถแนะนำมาตรฐานเพิ่มเติมได้ในอนาคต

BLS จะถูกระบุเป็นรูปแบบศูนย์ในเบื้องต้น ขณะที่ข้อเสนอการปรับปรุง Ethereum ในอนาคตอาจกำหนดตัวเลือกการเข้ารหัสเพิ่มเติม

สัญญาที่เสนอจะมีสามระยะการดำเนินงาน: ปิดใช้งาน เปิดใช้งาน BLS และเลิกใช้งาน BLS

ขั้นตอนสุดท้ายจะป้องกันไม่ให้ผู้ตรวจสอบรายใหม่เข้าร่วมเครือข่ายด้วยข้อมูลประจำตัว BLS อย่างถาวร อย่างไรก็ตาม ผู้ตรวจสอบที่มีอยู่แล้วจะไม่ได้รับผลกระทบโดยทันทีจากการเปลี่ยนแปลงนี้

ข้อเสนอแนะนี้ยังจะยกเลิกกลไกการประมวลผลการฝากที่ใช้มานับตั้งแต่ Ethereum เปิดตัวการสแตกging ในปี 2022 แทนที่จะเป็นเช่นนั้น ฟังก์ชันนี้จะถูกย้ายไปยังกรอบงานใหม่ที่รับผิดชอบการถอนจากตัวตรวจสอบและอัปเดตอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับตัวตรวจสอบ

การเปิดใช้งานสัญญาที่ได้รับการออกแบบใหม่จะต้องใช้ Fork ที่มีการประสานงานระหว่างชั้นการดำเนินการและชั้นความเห็นพ้องต้องกันของ Ethereum ที่อยู่สุดท้ายของสัญญาและตารางการเผยแพร่ยังไม่ได้รับการกำหนด

โทมัส โคราตเกอร์ หนึ่งในสามผู้เขียนข้อเสนอ กล่าวบน X ว่า Ethereum และ Bitcoin ต่างก็กำลังเคลื่อนตัวไปสู่ลายเซ็นที่อิงจากแฮช sebagai ทางออกที่เป็นไปได้สำหรับยุคหลังควอนตัม

แผนการที่อิงแฮชแบบไร้รัฐบางอย่างที่มาตรฐานโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติอาจต้องการพื้นที่ประมาณ 8 กิโลไบต์ต่อลายเซ็น ซึ่งสอดคล้องกับความจุที่เสนอไว้ที่ 8,192 ไบต์

ทางเลือกที่มีสถานะแบบกะทัดรัดกว่า อย่างไรก็ตาม ใช้ตัวนับที่ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของตนเอง การใช้ซ้ำกุญแจลงนามที่มีสถานะแม้เพียงครั้งเดียว ก็อาจทำให้กุญแจส่วนตัวที่เกี่ยวข้องถูกคุกคามได้

ตามที่ Coratger ระบุ การเปลี่ยนไปใช้การเข้ารหัสหลังควอนตัมจึงไม่ใช่เพียงแค่การแทนที่อัลกอริธึมหนึ่งด้วยอีกอัลกอริธึมหนึ่ง

ข้อเสนอมาพร้อมกับคำเตือนที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบ tiềmิ ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมต่อเครือข่ายบล็อกเชน

การวิจัยที่เผยแพร่โดย Google Quantum AI ในเดือนมีนาคมระบุเส้นทางการโจมตีด้วยควอนตัมห้าเส้นทางที่มีเป้าหมายที่ Ethereum การศึกษานี้ประเมินว่าสินทรัพย์มูลค่ามากกว่า 100 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในวอลเล็ต ระบบการสแตกกิ้ง สัญญาอัจฉริยะ และเครือข่ายเลเยอร์-2 อาจถูกเปิดเผยต่อการโจมตีด้วยควอนตัมในที่สุด

ในทางแยก บริษัทด้านความปลอดภัยควอนตัม Project Eleven ประมาณการในเดือนพฤษภาคมว่า ความน่าจะเป็นในการพัฒนาเครื่องจักรที่สามารถทำลายลายเซ็นเส้นโค้งรูปวงรีอาจเกิน 50% ภายในปี 2033 โดยระบุว่าปี 2030 อาจเป็นสถานการณ์ที่เป็นไปได้ก่อนหน้านั้น

บริษัทยังประมาณการว่ามากกว่า 65% ของ ETH ทั้งหมดถูกเก็บไว้ที่ที่อยู่ที่กุญแจสาธารณะของพวกเขาสามารถมองเห็นได้บนบล็อกเชน ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงหากคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถใช้ประโยชน์จากมาตรฐานการเข้ารหัสปัจจุบันได้

ข้อเสนอการฝากผู้ตรวจสอบแสดงเพียงส่วนหนึ่งของกลยุทธ์หลังควอนตัมที่กว้างขวางของ Ethereum

ข้อเสนอที่แยกต่างหาก EIP-8141 กำลังพิจารณาสำหรับการรวมเข้ากับการอัปเกรด Hegotá ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงปลายปีนี้ ซึ่งจะอนุญาตให้บัญชี Ethereum มาตรฐานเปลี่ยนไปใช้รูปแบบการเข้ารหัสที่ต่างออกไป โดยไม่จำเป็นต้องโอนสินทรัพย์ไปยังที่อยู่วอลเล็ตใหม่

การเสนอสองข้อเสนอร่วมกันจะจัดการทั้งสองด้านของระบบนิเวศของ Ethereum: ตัวตรวจสอบที่รับผิดชอบในการรักษาความปลอดภัยเครือข่ายและผู้ใช้ทั่วไปที่ถือสินทรัพย์บนเครือข่าย

องค์กร Ethereum ได้ตั้งเป้าหมายประมาณปี 2029 สำหรับการเสร็จสิ้นการเปลี่ยนแปลงหลักของโปรโตคอลที่จำเป็นเพื่อจัดการกับความเสี่ยงจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม

แนวทางของ Ethereum ชี้ให้เห็นว่าเครือข่ายกำลังพิจารณาการคำนวณด้วยควอนตัมเป็นความเสี่ยงด้านโครงสร้างพื้นฐานในระยะยาว แทนที่จะรอจนเทคโนโลยีมีพลังเพียงพอที่จะคุกคามการเข้ารหัสปัจจุบัน สัญญาการฝากที่เสนอขึ้นมีความสำคัญเป็นพิเศษ เพราะการแทนที่ระบบการเข้ารหัสหลักหลังจากโจมตีกลายเป็นไปได้ทางเทคนิค อาจทำให้เกิดความไม่เสถียรอย่างรุนแรงกว่าการเตรียมโครงสร้างพื้นฐานล่วงหน้า

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่เป็นเรื่องง่าย การลงนามแบบโพสต์ควอนตัมโดยทั่วไปต้องการข้อมูลมากขึ้นและอาจก่อให้เกิดข้อเสียด้านการดำเนินงานใหม่ๆ ในขณะที่ Ethereum ต้องประสานงานการเปลี่ยนแปลงระหว่างตัวตรวจสอบ ผู้ใช้ แอปพลิเคชัน และชั้นทั้งสองของโปรโตคอลของมัน

ปัญหาหลักจึงไม่ใช่การที่ Ethereum จะสามารถปรับใช้การเข้ารหัสที่ต้านทานควอนตัมได้ในที่สุดหรือไม่ แต่คือการที่มันสามารถดำเนินการเปลี่ยนผ่านให้เสร็จสิ้นก่อนเวลาที่เพียงพอ โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพและการกระจายศูนย์ที่เป็นรากฐานของเครือข่ายในปัจจุบัน หากการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมเร็วกว่าที่คาดไว้ ความสามารถของ Ethereum ในการย้ายระบบแบบค่อยเป็นค่อยไป แทนที่จะต้องตอบสนองภายใต้แรงกดดัน อาจกลายเป็นการทดสอบที่สำคัญที่สุดครั้งหนึ่งต่อความยืดหยุ่นระยะยาวของมัน