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Conhecimento pouco conhecido — Os desafios da migração quântica do Bitcoin devido à expansão de dados

A criptografia resistente à quântica está se tornando uma direção de preparação de longo prazo na indústria de blockchain. A última pesquisa da BNB Chain Research mostra que, no futuro, ao mudar para assinaturas resistentes à quântica, o problema mais difícil pode não ser o sistema de consenso, mas o aumento evidente no volume de transações e blocos, o que pode desacelerar a propagação e o processamento na rede.

Aumento evidente no volume de transações

O estudo tomou a BSC como exemplo, testando o funcionamento após o uso da assinatura de transação ML-DSA-44 e da tecnologia de agregação pqSTARK. O objetivo é substituir gradualmente soluções existentes como ECDSA e BLS, pois esses sistemas criptográficos podem enfrentar riscos de quebra com o avanço da computação quântica no futuro.

O relatório afirma que, tecnicamente, os sistemas na cadeia já podem começar a se preparar para a segurança quântica, mas o custo não é baixo. Atualmente, uma transação comum na BSC tem cerca de 110 bytes; ao mudar para ML-DSA-44, o volume médio de transação aumentará para aproximadamente 2,5 KB.

Sob cargas de transação semelhantes, o tamanho do bloco também aumentará proporcionalmente, de cerca de 130 KB para quase 2 MB. Para blockchains de alta taxa de transferência, isso significa que os nós precisarão transmitir mais dados, aumentando significativamente a pressão na rede.

Transação comum: de aproximadamente 110 bytes para 2,5 KB

Tamanho do bloco: de aproximadamente 130 KB para quase 2 MB

Redução na taxa de throughput: cerca de 40% a 50% nos testes

O gargalo não está na camada de consenso

A pesquisa mostra que a queda de desempenho ocorre principalmente devido à velocidade de propagação de blocos maiores, e não à falha do mecanismo de consenso em si. Nos testes, a taxa de transferência da rede caiu cerca de 40% a 50%, e a latência de confirmação final entre regiões também se tornou mais evidente sob alta carga.

Os pesquisadores apontam que, com a compressão do pqSTARK, a eficiência de agregação dos dados de assinatura dos validadores ainda é relativamente alta, podendo comprimir os dados em cerca de 43 vezes. Isso significa que a agregação de consenso ainda pode manter uma boa eficiência, mas a verdadeira pressão recai mais sobre a camada de transmissão de rede.

Por que escolher ML-DSA-44

A explicação da BNB Chain Research é que a escolha do ML-DSA-44, em vez de soluções similares maiores, visa equilibrar segurança, volume de assinatura e velocidade de validação. Para blockchains de alta taxa de transferência, essa versão está mais próxima de uma implementação prática.

O relatório também menciona que, atualmente, os computadores quânticos não podem quebrar diretamente os sistemas criptográficos usados pelo Bitcoin ou pela BSC sob condições reais, portanto, essa pesquisa é mais uma preparação prospectiva do que uma resposta emergencial a riscos imediatos.

De modo geral, o sinal que essa pesquisa transmite é que a transição para a segurança quântica na blockchain não é impossível, mas, para manter a velocidade e a escalabilidade atuais, a rede de base e a infraestrutura podem precisar passar por uma atualização.