BNB Smart Chain réduit le débit de 40 % dans les tests de migration de cryptographie post-quantique
BNB Smart Chain a testé avec succès une migration vers la cryptographie post-quantique à travers ses couches de transaction et de consensus, remplaçant les systèmes cryptographiques clés à courbe elliptique par des alternatives résistantes quantiques standardisées par le NIST, selon un rapport récent.
La mise à niveau a remplacé les signatures de transaction ECDSA par ML-DSA-44, également connue sous le nom de Dilithium2, et a remplacé l'agrégation consensuelle BLS12-381 par des preuves pqSTARK. Le projet n'incluait pas le cryptage peer-to-peer ou les systèmes d'engagement KZG, qui restent à l'étude pour de futures mises à niveau.
Ce travail intervient alors que les développeurs de blockchain se préparent à la possibilité à long terme que les ordinateurs quantiques puissent éventuellement briser la cryptographie à courbe elliptique largement utilisée grâce à l'algorithme de Shor. BSC a déclaré que l'effort de migration était de précaution et n'était lié à aucune menace immédiate pour la sécurité.
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Le NIST a officiellement normalisé le ML-DSA selon la norme FIPS 204 en août 2024, établissant ainsi le premier cadre de signature post-quantique prêt pour la production adopté dans le rapport.
BSC a sélectionné ML-DSA-44 parmi trois ensembles de paramètres standardisés, citant une taille de signature inférieure et une vitesse de vérification plus rapide comme principales raisons de ce choix. Le rapport indique que des variantes plus grandes créeraient une surcharge de réseau considérablement plus importante tout en offrant des avantages pratiques limités au regard des projections actuelles des menaces.
La migration a considérablement augmenté la taille des données de transaction. Les charges utiles de signature sont passées de 65 octets à environ 2 420 octets, tandis que les clés publiques sont passées de 64 octets à 1 312 octets. Sous des charges de travail de transfert natif de 2 000 transactions par seconde, la taille des blocs est passée d'environ 130 Ko à environ 2 Mo.
L’agrégat de couches de consensus reste relativement compact. Le rapport indique que six signatures de validateur totalisant environ 14,5 Ko pourraient être compressées en une seule preuve pqSTARK d'environ 340 octets.
Les tests de performances ont montré que le débit diminuait après la migration. Les charges de travail de transfert natif entre régions sont passées de 4 973 TPS dans les configurations non post-quantiques à 2 997 TPS dans le cadre du système mis à niveau. Les charges de travail mixtes ont connu une baisse plus modeste, passant de 3 695 TPS à 2 406 TPS.
Selon le rapport, des transactions plus importantes ont déplacé le goulot d'étranglement du réseau des limites de gaz vers la bande passante et la latence de propagation. La finalité médiane est restée inchangée sur deux emplacements, bien que la finalité dans le pire des cas ait augmenté dans les tests interrégionaux, car les blocs plus grands prenaient plus de temps à se propager entre les validateurs.
BSC a déclaré que les résultats démontrent que la cryptographie post-quantique standardisée peut déjà être intégrée dans l'infrastructure blockchain, même si des travaux supplémentaires seront nécessaires pour répondre aux contraintes de mise à l'échelle et de mise en réseau avant un déploiement de production à grande échelle.