XRP Ledger переходить на квантовий стійкий підпис, доказ довжиною 2.420 байт замість еліптичної кривої

XRP Ledger (XRPL) підбиває підсумки року з низкою значущих технологічних оновлень після періоду зростання прийняття та важливих етапів розвитку.

24/12 Деніс Ангелл, старший інженер-програміст XRPL Labs, повідомив, що AlphaNet – публічна тестова мережа для розробників – вже інтегрувала «постквантовий» криптографічний алгоритм разом із нативними смарт-контрактами (native smart contract).

“Q-Day” та неминуча загроза від квантових комп’ютерів

Більшість сучасних блокчейнів, включаючи Bitcoin та Ethereum, захищають активи користувачів за допомогою криптографії на основі еліптичних кривих (ECC).

Ця модель є безпечною, оскільки за допомогою класичних комп’ютерів зворотне знаходження приватного ключа з публічного є майже неможливим. Однак, всі ці припущення базуються на обмеженнях класичної фізики.

Квантові комп’ютери працюють за іншими принципами, використовуючи кубіти для обробки багатьох станів одночасно. Експерти прогнозують, що при досягненні достатньої потужності та запуску алгоритму Шора, квантові комп’ютери зможуть зламати ECC за кілька секунд. Цей момент називають “Q-Day”.

Оновлення AlphaNet розроблено для безпосереднього протистояння цій загрозі. Ангелл підтвердив, що мережа вже працює з CRYSTALS-Dilithium.

Варто зазначити, що Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) нещодавно стандартизував цей алгоритм – тепер він відомий як ML-DSA – як основний захисний шар проти квантових атак.

Інтеграція Dilithium у тестову мережу допомагає XRPL Labs «вакцинувати» блокчейн, готуючи його до майбутніх апаратних проривів.

Анатомія постквантового оновлення

За словами Ангелла, ця зміна впливає на всю основну структуру XRPL. AlphaNet був реконструйований з новими компонентами: Quantum Accounts, Quantum Transactions та Quantum Consensus.

Quantum Accounts змінює спосіб ідентифікації користувачів. У попередній мережі зв’язок між приватним і публічним ключами базувався на еліптичних кривих. У оновленому AlphaNet цей зв’язок базується на математичних решітках.

Користувачі створюють пару ключів Dilithium, що формує складну математичну структуру, яка ускладнює зворотне знаходження приватного ключа як для класичних, так і для квантових комп’ютерів, навіть за наявності повного квантового обладнання.

Quantum Transactions захищає потік активів. Кожна транзакція XRP або іншого токена має бути підписана цифровим підписом. Новий протокол вимагає, щоб цей підпис використовував Dilithium, що гарантує відсутність підробки згоди користувача.

Quantum Consensus відповідає за захист «правди» мережі. Валідатори – сервери, що узгоджують порядок транзакцій – також повинні використовувати новий криптографічний механізм.

Якщо валідатор залишиться з слабкою криптографією, квантовий зломщик зможе підробити валідатора, захопити право голосу та переписати історію блокчейну. Оновлення зобов’язує всі валідатори спілкуватися через захищені канали, стійкі до квантових атак.

Технічна ціна квантової стійкості

Хоча це забезпечує довгостроковий захист, перехід на Dilithium супроводжується значними операційними витратами.

Підпис Dilithium значно більший за ECDSA. Один підпис ECDSA займає 64 байти, тоді як підпис Dilithium — приблизно 2 420 байт.

Це безпосередньо впливає на продуктивність мережі. Валідатори повинні передавати більші обсяги даних, що споживає більше пропускної здатності та збільшує затримки. Обсяг історії блокчейну швидко зростає, що підвищує витрати на зберігання для вузлів.

AlphaNet запущено як тестове середовище для збору даних про ці компроміси. Команда інженерів оцінить, чи зможе блокчейн підтримувати пропускну здатність транзакцій при зростанні обсягів даних.

Якщо історія стане надто об’ємною, бар’єри для участі незалежних валідаторів зростуть, що може спричинити централізацію мережі.

Скорочення розриву у програмуванні

Крім аспектів безпеки, оновлення вирішує довготривалу проблему слабкості XRPL.

Багато років XRPL ефективно обробляв платежі, але був позбавлений можливості програмування, що ускладнювало залучення розробників і ліквідність у порівнянні з Ethereum або Solana.

Самі смарт-контракти сприяли бурхливому розвитку цих екосистем, дозволяючи ринкам, кредитним протоколам і автоматичним торгівлям працювати безпосередньо on-chain. Це зробило Ethereum і Solana двома найбільшими платформами DeFi з сумарною заблокованою вартістю понад 100 мільярдів доларів.

Раніше XRPL не мав такої можливості, тому основна діяльність зводилася до переказів.

Нативні смарт-контракти на AlphaNet змінюють ситуацію. Вони дозволяють розробникам створювати безпосередньо на базовому шарі, без сторонніх ланцюгів або фреймворків.

Ці смарт-контракти використовують вже існуючі функції XRPL, такі як AMM, децентралізовані біржі та механізм escrow, відкриваючи нові можливості для розвитку DeFi-сервісів, що виходять за межі простих платежів.

Це допомагає XRPL виходити на нові шляхи, знижуючи бар’єри для команд, знайомих із мовами смарт-контрактів, і створює умови для конкуренції за обсяг активності on-chain, а не лише за потоки платежів.

Хань Тін