Sonic xây dựng chuỗi khối sẵn sàng cho máy tính lượng tử với kiến trúc đơn giản

Sonic, một giao thức proof-of-stake, đang thiết kế lại kiến trúc chuỗi khối nhằm tạo điều kiện cho việc chuyển đổi sang mật mã kháng lượng tử. Trọng tâm của cách tiếp cận này là giảm sự phụ thuộc vào các cơ chế tổng hợp chữ ký phức tạp—những thành phần thường được sử dụng trong nhiều mạng proof-of-stake—đồng thời hướng tới khả năng nâng cấp thuận lợi hơn trong bối cảnh rủi ro dài hạn từ máy tính lượng tử.

Nguyên nhân: rủi ro từ thuật toán Shor và sự suy yếu của mật mã dựa trên đường cong elip

Các chuỗi khối hiện đại sử dụng mật mã dựa trên đường cong elip để bảo vệ giao dịch và xác thực người tham gia mạng, điển hình là các sơ đồ chữ ký như Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) và Ed25519. Theo nội dung gốc, các phương thức này có thể trở nên dễ bị tấn công khi máy tính lượng tử đạt quy mô đủ lớn.

Nguyên nhân được nêu là thuật toán Shor: một máy tính có khả năng chạy Shor có thể phá vỡ các giả định mật mã hiện tại, cho phép kẻ tấn công khôi phục khóa riêng từ dữ liệu công khai và từ đó làm giả giao dịch. Ngược lại, các hàm dựa trên hàm băm được cho là có khả năng kháng tốt hơn, vì vậy được xem là lõi cho các mô hình an ninh thế hệ tiếp theo.

Ông Bernhard Scholz, Giám đốc Nghiên cứu của Sonic, cho biết: “Dù máy tính lượng tử mạnh mẽ có đến ngày mai hay 50 năm nữa, ngành công nghiệp phải được chuẩn bị.”

Diễn biến: thách thức khi thay thế chữ ký trong các hệ thống proof-of-stake

Theo nội dung gốc, thách thức không chỉ nằm ở việc thay thế các nguyên thủy mật mã, mà còn ở cách chúng được tích hợp vào cơ chế đồng thuận hiện có. Nhiều mạng proof-of-stake hàng đầu dựa vào các kỹ thuật tổng hợp chữ ký như Boneh–Lynn–Shacham (BLS) hoặc chữ ký ngưỡng để nén phiếu xác nhận thành một bằng chứng duy nhất.

Mặc dù các phương pháp này tăng hiệu quả, chúng lại dựa trên các giả định mật mã có thể bị máy tính lượng tử phá vỡ. Việc thay thế chúng được mô tả là không đơn giản vì các lựa chọn hậu lượng tử thường có xu hướng lớn hơn và tính toán phức tạp hơn, đồng thời thiếu các phương pháp tổng hợp hiệu quả. Điều này có thể làm tăng băng thông và chi phí xác thực.

Thiết kế của Sonic: tránh tổng hợp chữ ký và chuyển trọng tâm sang cấu trúc đồ thị

Nội dung gốc nêu rằng điểm khác biệt trong thiết kế của Sonic là giao thức đồng thuận SonicCS không dựa vào chữ ký tổng hợp. Thay vào đó, SonicCS sử dụng một cấu trúc đồ thị đồng hướng (directed acyclic graph), trong đó mỗi sự kiện mang một chữ ký riêng lẻ. Các chữ ký này được kết hợp với tham chiếu băm tới các sự kiện trước đó.

Kết quả là hệ thống phụ thuộc vào số lượng công cụ mật mã ít hơn. Khi chuyển sang các tiêu chuẩn kháng lượng tử, việc nâng cấp sẽ tập trung vào thay thế các sơ đồ chữ ký mà không làm thay đổi logic đồng thuận căn bản.

Tác động kỳ vọng: giảm chi phí nâng cấp và hỗ trợ chấp nhận hậu lượng tử

Nội dung gốc cho biết mô hình Sonic Consensus System (SonicCS) có thể giúp giảm chi phí nâng cấp và hỗ trợ sự chấp nhận hậu lượng tử. Cách tiếp cận này được đặt trong bối cảnh các cuộc tấn công lượng tử hiện vẫn mang tính lý thuyết, nhưng chi phí nâng cấp đối với các mạng lớn đang hoạt động có thể rất cao.

Nhận định và theo dõi: chuẩn hóa hậu lượng tử và sự phối hợp với hệ sinh thái

Theo nội dung gốc, Sonic cho biết sẽ tiếp tục theo dõi sự phát triển của mật mã hậu lượng tử, bao gồm công việc của các cơ quan tiêu chuẩn và các nỗ lực nghiên cứu liên kết với các hệ sinh thái lớn như Ethereum.

Trong khi cuộc tranh luận hiện vẫn mang tính học thuật, nội dung gốc nhấn mạnh rằng khi tài sản số ngày càng gắn liền với hệ thống tài chính, khả năng chịu đựng của hạ tầng cơ bản sẽ được giám sát chặt chẽ hơn. Trong bối cảnh đó, khả năng thích ứng mà không gây gián đoạn lớn có thể quan trọng không kém bảo mật bản thân.