BNB Smart Chain сокращает пропускную способность на 40% в тестах миграции постквантовой криптографии
Согласно недавнему отчету, BNB Smart Chain успешно протестировала переход к постквантовой криптографии на своих уровнях транзакций и консенсуса, заменив ключевые криптографические системы с эллиптической кривой квантовоустойчивыми альтернативами, стандартизированными NIST.
В обновлении подписи транзакций ECDSA заменены на ML-DSA-44, также известные как Dilithium2, а консенсусная агрегация BLS12-381 заменена доказательствами pqSTARK. Проект не включал в себя одноранговое шифрование рукопожатий или системы фиксации KZG, которые по-прежнему рассматриваются для будущих обновлений.
Эта работа проводится в то время, когда разработчики блокчейнов готовятся к тому, что в долгосрочной перспективе квантовые компьютеры смогут взломать широко используемую криптографию с эллиптической кривой с помощью алгоритма Шора. BSC заявила, что усилия по миграции были предупредительными и не были связаны с какой-либо непосредственной угрозой безопасности.
Реклама
NIST официально стандартизировал ML-DSA в соответствии с FIPS 204 в августе 2024 года, создав первую готовую к использованию структуру пост-квантовой подписи, принятую в отчете.
BSC выбрала ML-DSA-44 из трех стандартизированных наборов параметров, сославшись на меньший размер подписи и более высокую скорость проверки в качестве основных причин своего выбора. В отчете говорится, что более крупные варианты создадут существенно большую нагрузку на сеть, но при этом дадут ограниченную практическую выгоду в соответствии с текущими прогнозами угроз.
Миграция резко увеличила размер транзакционных данных. Размер полезной нагрузки подписи вырос с 65 байт примерно до 2420 байт, а размер открытых ключей увеличился с 64 байт до 1312 байт. При собственных рабочих нагрузках передачи в 2000 транзакций в секунду размер блока увеличился примерно с 130 КБ до примерно 2 МБ.
Совокупность слоев консенсуса остается сравнительно компактной. В отчете говорится, что шесть подписей валидатора общим размером около 14,5 КБ можно сжать в одно доказательство pqSTARK размером примерно 340 байт.
Тестирование производительности показало, что после миграции пропускная способность снизилась. Собственные рабочие нагрузки межрегиональной передачи снизились с 4973 TPS в непост-квантовых конфигурациях до 2997 TPS в обновленной системе. Смешанные рабочие нагрузки снизились меньше: с 3695 TPS до 2406 TPS.
Согласно отчету, большие размеры транзакций сместили узкое место сети с ограничений по газу на пропускную способность и задержку распространения. Медианная окончательность осталась неизменной для двух слотов, хотя в худшем случае окончательность увеличилась при межрегиональном тестировании, поскольку более крупным блокам требовалось больше времени для распространения между валидаторами.
В BSC заявили, что результаты показывают, что стандартизированная постквантовая криптография уже может быть интегрирована в инфраструктуру блокчейна, хотя перед широким производственным развертыванием потребуется дополнительная работа для решения проблем масштабирования и сетевых ограничений.