Solana wypromowała Quantumglow, proponowaną postkwantową adaptację Alpenglow, zaprojektowaną w celu ochrony konsensusu przy zachowaniu szybkiej finalności sieci.
Podsumowanie
- Quantumglow proponuje zmiany w podpisach walidatorów i uwierzytelnianiu bloków, nie ogłaszając daty wdrożenia.
- Anza opublikowała badania bazowe w lipcu, przed najnowszym wyjaśnieniem wideo Solany.
- Aktywacja Alpenglow w mainnecie jest oddzielona od proponowanych postkwantowych zmian w jej kryptografii.
- BIP-360 Bitcoina koncentruje się na ujawnionych kluczach publicznych, przy czym do pełniejszej ochrony potrzebne są dodatkowe podpisy.
Solana Developers opisała propozycję w poście wideo z 22 października, przedstawiając ją jako sposób na zabezpieczenie porozumienia między walidatorami przed atakami kwantowymi. Główne konto Solany udostępniło wyjaśnienie i stwierdziło, że sieć „od dawna jest gotowa na erę kwantową i pozostaje w czołówce pod względem przygotowań”.
Żadne z ogłoszeń nie podało daty aktywacji ani nie wskazało dokumentu ulepszenia Solany (SIMD) specyficznego dla Quantumglow. Post dewelopera opisywał propozycję adaptacji, nie ogłaszając wdrożonego ulepszenia bezpieczeństwa.
Badania poprzedzają najnowsze wyjaśnienie. Anza opublikowała swój przegląd Quantumglow 30 lipca, wymieniając Quentina Kniepa, Kobiego Sliwinskiego i Rogera Wattenhofera jako autorów i kierując czytelników do Sekcji 5 zaktualizowanego whitepapera Alpenglow.
Quantumglow zmienia sposób, w jaki walidatorzy uwierzytelniają porozumienie
Lipcowy przegląd Anzy wskazuje dwie przeszkody w zastąpieniu istniejącej kryptografii Alpenglow. Podpisy postkwantowe zajmują więcej miejsca, podczas gdy kompaktowa agregacja podpisów używana do potwierdzania porozumienia walidatorów nie ma porównywalnego, gotowego zamiennika spełniającego wymagania badaczy.
Autorzy proponują Ax, skrót od Alpenglow XMSS, oparty na haszach schemat podpisów dostosowany do protokołu. Walidatorzy wymienialiby i buforowali jednorazowy materiał klucza publicznego przed użyciem, zmniejszając ilość informacji, które muszą towarzyszyć późniejszym podpisom.
W przypadku uwierzytelniania bloków Anza opisuje podpisane zobowiązanie obejmujące ładunek bloku, wspierane przez uwierzytelnione kanały komunikacji. Jego konstrukcja eliminuje potrzebę dołączania dużego podpisu postkwantowego do każdej porcji danych bloku.
Towarzyszące badanie rozproszonych podpisów kworum wyjaśnia drugą zmianę. Kniep, Jakub Sliwinski i Wattenhofer opisują przeniesienie certyfikatów z wiadomości wysyłanych przez sieć do zdarzeń rejestrowanych lokalnie, gdy węzeł zgromadzi wystarczające dowody.
Ich artykuł, złożony 20 lipca, wykorzystuje zwykłe podpisy i mechanizm rozgłaszania zatwierdzeń. Oddziela dowody wspierające bezpieczeństwo od dowodów wspierających żywotność, czyli zdolność protokołu do ciągłego postępu.
Badacze twierdzą, że każda wiadomość pozostaje stałego rozmiaru niezależnie od liczby węzłów, choć całkowita komunikacja rośnie kwadratowo. Ich twierdzenie o wydajności dotyczy proponowanej konstrukcji i podanych założeń, bez ustalania zmierzonego wyniku w mainnecie.
Wdrożenie Alpenglow w Solanie ma odrębny zapis aktywacji
Strona aktualizacji Fundacji Solana wskazuje, że Alpenglow działa w mainnecie po aktywacji w epoce 1064 w dniu 21 października. Fundacja podaje około 150 milisekund jako docelowy czas finalności, w porównaniu z 12,8 sekundy dla TowerBFT.
Fundacja odnotowuje początek konsensusu Alpenglow na slocie 459 653 000, po bloku genezy poświadczonym głosami 446 z 654 walidatorów. Jej dokumentacja oddziela wdrożony system głosowania Votor od Rotor, komponentu dystrybucji danych zarezerwowanego na późniejsze wydanie.
Przed tym przekazaniem crypto.news wcześniej informowało o planowanej migracji konsensusu i jej wymaganiach dla operatorów. Materiał z 19 października dokumentował potrzebę kompatybilnego oprogramowania walidatora i wystarczającego finansowania konta głosowania.
SIMD-0326 określa części Votor w Alpenglow i odwołuje się do wersji 1.1 jego whitepapera. Propozycja wyraźnie pozostawia Rotor dla osobnego SIMD, pokazując, że pierwotna specyfikacja konsensusu nie obejmuje każdego komponentu omawianego w późniejszych badaniach.
Solana Foundation twierdzi, że Alpenglow pozostawia wykonanie transakcji, programy i mechanikę opłat transakcyjnych bez zmian. Jej wytyczne migracyjne stwierdzają, że zwykli użytkownicy nie muszą zmieniać sposobu podpisywania, wysyłania ani zatwierdzania transakcji.
Usunięcie głosów on-chain tworzy odrębne zmiany dla usług analitycznych. Jak szczegółowo opisano w materiale z 20 października o usunięciu transakcji głosowania, Fundacja instruuje eksploratory, aby resetowały metryki, które liczyły głosy walidatorów obok transakcji użytkowników.
Ochrona portfeli wymaga pracy wykraczającej poza konsensus
Ocena bezpieczeństwa Anza z 27 kwietnia wskazuje odrębne podatności kwantowe w kontach, propagacji bloków, konsensusie i programach definiowanych przez użytkownika. Max Resnick i Sam Kim ostrzegają, że atakujący zdolny do złamania Ed25519 mógłby fałszować podpisy kont, podczas gdy sfałszowane głosy konsensusu mogłyby wspierać sprzeczne potwierdzenia.
Ich lista kontrolna wzywa do prac nad migracją kont, weryfikacją podpisów transakcji, narzędziami kryptograficznymi na poziomie sieci i programów. Ocena nie zobowiązuje się do jednego schematu podpisów postkwantowych.
Wczesne implementacje Falcon stanowiły kolejną część tych przygotowań. Materiał z 28 kwietnia dokumentował testowanie przez Anza i Firedancer technologii podpisów, przy czym zespoły opisywały ją jako opcję możliwej przyszłej aktywacji.
Ocena Anza opisuje prototypowy dowód migracji, który wiąże istniejące konto z nowym kluczem publicznym postkwantowym. Autorzy odróżniają taką migrację konta od opcjonalnych programów sejfów, które nie mogą niezależnie zabezpieczyć konsensusu, sieci ani każdej aplikacji używającej podatnych podpisów.
BIP-360 Bitcoina dotyczy ujawnionych kluczy
Specyfikacja BIP-360 Bitcoina proponuje wyjścia Pay-to-Merkle-Root poprzez soft fork, usuwając opcję wydawania ścieżką klucza używaną przez Taproot. Jej autorzy opisują ochronę przed atakami na klucze publiczne ujawnione przez długie okresy.
Projekt wyraźnie oddziela tę ochronę od ataków przeprowadzanych, gdy transakcja wydatkująca czeka na potwierdzenie. Jego autorzy twierdzą, że ochrona przed tymi krótszymi ekspozycjami może wymagać podpisów postkwantowych poprzez osobną propozycję.
Uzasadnienie BIP-360 opisuje kwantowe odzyskiwanie klucza jako wyprowadzanie klucza prywatnego z klucza publicznego poprzez złamanie założenia logarytmu dyskretnego. Autorzy twierdzą, że czas i ewentualna wykonalność kryptograficznie istotnego komputera kwantowego pozostają niejasne. Ich propozycja nie wyznacza daty, kiedy taki atak stałby się praktyczny, ani nie ustala, że obecny sprzęt może go przeprowadzić.
Repozytorium wymienia BIP-360 jako projekt autorstwa Huntera Beasta, Ethana Heilmana i Isabel Foxen Duke. Jego streszczenie stwierdza, że proponowany typ wyjścia zachowuje funkcjonalność drzewa skryptów, jednocześnie usuwając podatne na ataki kwantowe wydawanie ścieżką klucza.
