Pag-upgrade ng Blockchain sa Post-Quantum Cryptography
Ang pag-upgrade ng mga blockchain sa post-quantum cryptography ay karaniwang nagdudulot ng matinding pagsisikip ng network, mataas na bayarin sa gas, at pagdami ng estado dahil sa malalaking sukat ng lagda at zero-knowledge proof. Ang Compact Shielded client-side validation (CSV) ay nag-aalok ng solusyon sa problemang ito sa pamamagitan ng pagtanggal ng mga lagda mula sa blockchain at paglilipat ng imbakan ng data at beripikasyon sa mga aparato ng end-user.
Ang Banta ng Quantum Computing
Sa loob ng maraming taon, nagbabala ang komunidad ng cryptography tungkol sa nalalapit na banggaan sa pagitan ng quantum computing at teknolohiya ng blockchain. Ang matematika sa likod ng banta ay tuwiran: ang mga algorithm ng public-key tulad ng ECDSA, na nagse-secure ng lahat mula sa mga transaksyon ng bitcoin hanggang sa mga smart contract, ay hindi na magbibigay ng sapat na seguridad kapag umunlad ang quantum hardware.
Compact Shielded Client-Side Validation (CSV)
Gayunpaman, ang iminungkahing lunas ay madalas na tila kasing delikado ng sakit. Ang mga post-quantum cryptographic scheme ay karaniwang nagbubunga ng mga namamagang lagda at malalaking zero-knowledge (ZK) proofs—isang pagsabog ng data na nagbabanta na makabara sa mga peer-to-peer network, magpabigat sa mga minero, at magpataas ng mga bayarin sa transaksyon.
Isang bagong arkitektural na paradigma ang nangangako na masira ang zero-sum trade-off sa pagitan ng quantum security at scalability ng network. Pinangunahan ng mananaliksik sa cryptography na si Dragos Ilie kasama ang isang koponan mula sa Imperial College London, ipinapakita ng Compact Shielded CSV na ang paglipat sa post-quantum cryptography ay hindi nangangailangan ng pagtanggap ng napakataas na bayarin sa gas o mabagal na pagganap ng network.
Paano Ito Gumagana
Sa katunayan, sa pamamagitan ng muling pag-iisip kung paano pinapatunayan ang pagmamay-ari at paglipat ng gawain ng beripikasyon nang direkta sa mga aparato ng mga gumagamit, nakakamit ng protocol ang isang on-chain footprint na mas magaan kaysa sa mga legacy blockchain ngayon. Sa puso ng problema ng quantum scalability ay isang tradisyunal na pagpipilian sa disenyo: ang pag-iimbak ng mabibigat na digital signatures sa isang pampublikong ledger para suriin ng bawat buong node.
Ganap na iniiwan ng Compact Shielded CSV ang mga on-chain signatures, pinalitan ang mga ito ng isang bagong cryptographic construct na tinatawag na degriefer. Sa praktika, ang isang single-input na transaksyon na naitala sa blockchain ay binubuo ng tatlong maikli at 32-byte na hashes na kabuuang 96 bytes lamang: isang nullifier upang maiwasan ang double-spending, isang transaction commitment, at ang degriefer mismo.
“Ang degriefer ay isang hash lamang sa nullifier ng barya, sa lihim na susi ng may-ari, at sa transaksyon na ginagastos ang barya,” ipinaliwanag ni Ilie.
“Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng maliit na hash na ito sa onchain, ngayon ay makakabuo ang nagpadala ng offchain zero-knowledge proof laban dito.” Dahil ang pagbuo ng kasamang ZK proof ay nangangailangan ng lihim na susi ng may-ari bilang isang pribadong input, ang mga mapanlinlang na relayer at front-runners ay mathematically dead-ended.
Pag-verify at Imbakan ng Data
“Ang isang umaatake ay maaaring frontrun ang isang transaksyon, ngunit hindi siya makakabuo ng wastong ZK proof, kaya tiyak na hindi siya makikinabang mula dito,” binigyang-diin ni Ilie. Bukod dito, kung ang isang umaatake ay nag-broadcast ng isang salungat na transaksyon upang ipahinto ang paggastos, ang lehitimong may-ari ay madaling ma-unmask ang pagtatangkang iyon.
“Maaaring ZK-prove ng gumagamit na ang frontrunning transaction ay isang hindi wastong pagtatangkang mag-grief sa pamamagitan ng pagpapakita na ang kanyang aktwal na lihim na susi na hashed kasama ang nullifier at transaksyon ng umaatake ay hindi nagbubunga ng degriefer na ipinost ng umaatake,” binigyang-diin ni Ilie.
Samakatuwid, sa halip na pilitin ang bawat node sa buong mundo na mag-download, magpatakbo, at mag-archive ng bawat piraso ng kasaysayan ng transaksyon magpakailanman, inilipat ng Compact Shielded CSV ang responsibilidad ng pag-iimbak at pag-verify ng proof data sa mga tiyak na gumagamit na kasangkot sa isang transaksyon.
Pagganap at Scalability
Mula sa pananaw ng end-user, ang pagpapatakbo ng isang wallet sa Compact Shielded CSV ay tila katulad ng paggamit ng isang magaan na Bitcoin SPV client. “Kailangan lamang nito ng koneksyon sa hindi bababa sa isang tapat na node,” sabi ni Ilie. Upang kumpirmahin ang isang papasok na pagbabayad, sinusuri ng wallet ang pampublikong mga parameter ng proof laban sa on-chain data at nag-validate ng ZK proof nang lokal.
“Halimbawa, para sa isang STARK ZK proof, kahit sa isang telepono, [beripikasyon] ay tumatagal ng mas mababa sa 100 milliseconds,” idinagdag niya. Ang pagbuo ng proof para sa isang outgoing payment ay nangangailangan ng kaunting higit pang computation, ngunit inaasahan ni Ilie na ito ay magiging mas mabilis habang umuunlad ang mga proving circuits.
Konklusyon
Napakahalaga, dahil ang arkitektura ay umaasa sa constant-size recursive proofs, ang kasaysayan ng transaksyon ay hindi kailanman nagpapabigat sa edge user. Sa pagtugon sa mga alalahanin tungkol sa pag-iimbak ng mga post-quantum proofs off-chain, napansin ni Ilie: “Ang mga proofs ay talagang mas malaki kaysa sa mga lagda at mas mabagal na bumuo at beripikahin, ngunit iyon ay isang pasanin lamang kapag ang buong network ay kailangang mag-imbak at mag-validate sa kanila. Dahil ito ay isang client-side validation protocol, ang bawat gumagamit ay nag-iimbak, nag-verify, at nagpapatunay lamang ng mga barya na personal nilang pinahahalagahan, na napaka-manageable.”
Upang ilarawan ang footprint ng imbakan, sinabi ni Ilie na “ang isang larawan sa iyong telepono ay 20–40× na mas malaki kaysa sa isang proof,” idinagdag na ang pagpapadala ng mga pagbabayad ay nangangailangan ng “mas kaunting bandwidth at imbakan kaysa sa pagpapadala ng isang larawan.” Habang lumalaki ang mga kasaysayan ng transaksyon, madalas na nagdurusa ang mga tradisyunal na edge device mula sa pagdami ng estado. Sa ilalim ng Compact Shielded CSV, gayunpaman, ang mga light clients ay nag-iimbak ng zero transaction history lampas sa constant-size proofs para sa kanilang sariling unspent coins.
“Para sa anumang iba pa, tulad ng pag-check kung ang isang nullifier ay may salungat na paggastos, ito ay simpleng nag-query sa mga buong o archival nodes,” itinuro ni Ilie, na idinagdag na “ang paglago ng kasaysayan ay hindi nakakaapekto sa laki ng proofs o oras ng beripikasyon sa lahat.” Sa kabaligtaran ng umiiral na paniniwala na ang quantum resistance ay nagdudulot ng mataas na pagsisikip ng network at mahal na bayarin, iginiit ni Ilie na ang Compact Shielded CSV ay makabuluhang mas mahusay kaysa sa mga hindi quantum na network ngayon: “Sa hindi inaasahang paraan, ang aming scheme ay mas magaan at mas mabilis kaysa sa mga tradisyunal na chain sa halip na mas mabigat. Magkakaroon kami ng mas mababang bayarin sa transaksyon at mas kaunting pagsisikip ng network, hindi lamang habang ganap na post-quantum, kundi pati na rin kumpara sa kasalukuyang estado.”
Si Jim Cramer ay nagsabi na plano niyang ibenta ang lahat ng kanyang bitcoin dahil naniniwala siyang ang quantum computing ay maaaring masira ang cryptocurrency…
Ang pinakabagong balita sa crypto, direkta sa iyong inbox.
