XRPL Попередня підготовка до Дня квантових технологій! 2420 байт підпису для захисту від атак на чіпи Google

XRPL Labs головний інженер Деніс Ангелл оголосив про інтеграцію постквантового криптографії та смарт-контрактів у AlphaNet. Мережа вже працює на стандартизованому алгоритмі CRYSTALS-Dilithium за стандартом NIST, підписування тепер збільшується з традиційних 64 байт до 2 420 байт, що безпосередньо запобігає загрозі «квантового дня». Експерти прогнозують, що запуск квантових комп’ютерів, що виконують алгоритм Шора, зможе зламати еліптичне криве криптографію.

Реальність і графік загрози квантового дня

Більшість блокчейн-мереж, включаючи Біткоїн і Ефіріум, використовують еліптичну криву криптографії (ECC) для захисту коштів користувачів. Ця математична методика ефективна тому, що наразі майже неможливо обчислити зворотний шлях — з публічного ключа в приватний. Однак ця модель безпеки базується на обмеженнях класичної фізики. Операція квантового комп’ютера відрізняється тим, що він використовує кубіти, що одночасно перебувають у багатьох станах.

Організації безпеки визначають момент, коли потужний квантовий комп’ютер зможе зламати існуючі системи шифрування, як «квантовий день» (Q-Day). Експерти прогнозують, що один достатньо потужний квантовий комп’ютер, що працює на алгоритмі Шора, зможе за кілька секунд розв’язати проблему еліптичної кривої криптографії. Останні розробки Google, зокрема чіп Willow з 105 кубітами, показали прорив у корекції помилок, що свідчить про швидкий розвиток квантових обчислень. За оцінками галузі, для зламу Біткоїна або Ефіріуму може знадобитися квантовий комп’ютер, який з’явиться приблизно у 2030–2035 роках.

На блокчейні немає секретних повідомлень, які потрібно розкривати. Реальна загроза полягає в тому, що алгоритм Шора може підробляти підписані дані, якщо публічний ключ був скомпрометований. Після першої транзакції користувача його публічний ключ стає відкритим у ланцюжку. Після настання квантового дня зловмисники зможуть зібрати ці ключі, обчислити відповідні приватні ключі за допомогою квантового комп’ютера і підробляти підписи для крадіжки коштів. Для адрес, які ніколи не використовувалися, публічний ключ не розкривається і є відносно безпечним. Однак для активних рахунків з частими транзакціями ризик дуже високий.

Оновлення AlphaNet XRPL безпосередньо адресує цю вразливість. Ангелл підтвердив, що мережа вже працює на платформі CRYSTALS-Dilithium. Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) нещодавно стандартизував цей алгоритм (тепер відомий як ML-DSA) як основний бар’єр проти квантових атак. Інтеграція Dilithium у структуру тестової мережі дозволяє XRPL Labs ефективно захистити реєстри від майбутніх апаратних проривів. Такий передовий підхід робить XRPL першою основною блокчейн-мережею, яка реалізувала квантову безпеку у тестовому режимі.

Технічна революція підписів Dilithium і її ціна

Ангелл зазначив, що ця інтеграція зачіпає кожен ключовий аспект архітектури XRPL. Він описав всеохоплюючу реформу, яка вводить квантові облікові записи, квантові транзакції та квантовий консенсус. Квантові облікові записи змінюють спосіб створення ідентичності користувачів. У традиційних мережах приватний і публічний ключі базуються на еліптичних кривих. У оновленому AlphaNet ця залежність замінена на математичну структуру на основі решіток. Користувачі генерують пару ключів Dilithium, що утворює складний математичний лабіринт, у якому класичні та квантові обчислювачі безсилі.

Три рівні квантової безпеки

Квантові облікові записи: на основі решіткової математики, що замінює еліптичні криві, роблячи зворотне обчислення неможливим

Квантові транзакції: кожна операція з переказу коштів вимагає підпису Dilithium, щоб запобігти підробці авторизації будь-якою машиною

Квантовий консенсус: валідатори повинні використовувати нову мову для комунікації, щоб запобігти зловмисникам, що видають себе за інших і змінюють історію реєстру

Однак цей перехід до квантової стійкості має унікальні операційні витрати. Збереження підписів Dilithium значно більше, ніж стандартних ECDSA. Один підпис ECDSA займає 64 байти, тоді як підпис Dilithium — приблизно 2 420 байт, що у 38 разів більше. Це впливає на продуктивність мережі. Верифікаційні вузли повинні передавати більші блоки даних, що споживає більше пропускної здатності і збільшує затримки. Швидкість історії реєстру швидко зростає, що підвищує витрати на зберігання для операторів вузлів.

Пілотний проект AlphaNet має на меті зібрати дані про ці компроміси. Інженери мережі визначать, чи зможе блокчейн підтримувати свою пропускну здатність при зростанні обсягу даних. Якщо реєстр розшириться, це підвищить поріг входу для незалежних валідаторів і може спричинити централізацію топології мережі. Це — один із залишкових компромісів квантової безпеки: баланс між безпекою, продуктивністю і децентралізацією.

Розумні контракти як конкурентна перевага для Ethereum

Крім безпеки, ця оновлення вирішує багаторічну проблему програмованості XRPL. Впровадження смарт-контрактів заповнює цю ключову прогалину у конкурентних можливостях. Хоча мережа ефективно обробляє платежі, вона не може підтримувати ті додатки, які приваблюють розробників і ліквідність у Ethereum і Solana. Ці екосистеми розвивалися, дозволяючи ринкам, кредитним протоколам і автоматизованим торгам працювати безпосередньо у ланцюгу. Вони стали двома головними DeFi платформами, що залучають понад 100 мільярдів доларів.

Раніше XRPL не мав такої можливості, тому його активність обмежувалася переказами. Впровадження нативних смарт-контрактів у AlphaNet змінює цю ситуацію. Вони вводять інструменти для розробників, щоб створювати додатки безпосередньо на базовій мережі без використання сторонніх ланцюгів або зовнішніх фреймворків. Ці контракти використовують вже існуючі функції XRPL, такі як автоматичні маркетмейкери, децентралізовані біржі і системи зберігання, створюючи простір для розробки DeFi-сервісів, що виходять за межі простих платежів. Це відкриває нові можливості для розвитку XRPL і знижує бар’єри входу для команд, які вже знайомі з мовами розробки смарт-контрактів.