#Gate广场五月交易分享

Маленькие знания — трудности миграции Биткоина к квантово-устойчивым алгоритмам из-за роста данных

Квантово-устойчивая криптография становится долгосрочным направлением подготовки в индустрии блокчейн. Последние исследования BNB Chain Research показывают, что при переходе публичных цепочек на квантово-устойчивые подписи, самой сложной проблемой может стать не механизм консенсуса, а значительное увеличение объема транзакций и блоков, что замедлит распространение и обработку сети.

Заметное увеличение объема транзакций

Исследование на примере BSC протестировало работу после внедрения подписи ML-DSA-44 и технологии агрегирования pqSTARK. Цель — постепенно заменить существующие схемы, такие как ECDSA и BLS, поскольку эти криптографические системы в будущем могут столкнуться с угрозой взлома квантовыми вычислениями.

В отчёте говорится, что с технической точки зрения, системы на блокчейне уже могут начать подготовку к квантовой безопасности, но цена этого высока. В настоящее время обычная транзакция в BSC занимает около 110 байт, а при переходе на ML-DSA-44 средний объем транзакции увеличится примерно до 2,5 КБ.

При схожей нагрузке размер блока также увеличится — с примерно 130 КБ до почти 2 МБ. Для публичных цепочек с высокой пропускной способностью это означает необходимость передачи большего объема данных между узлами, что значительно увеличит нагрузку на сеть.

Обычная транзакция: около 110 байт, увеличивается до 2,5 КБ

Размер блока: около 130 КБ, увеличивается до почти 2 МБ

Снижение пропускной способности: в тестах примерно на 40% — 50%

Проблема не в механизме консенсуса

Исследование показывает, что снижение производительности связано скорее с замедлением распространения больших блоков, а не с отказом самого механизма консенсуса. В ходе тестов пропускная способность сети снизилась примерно на 40% — 50%, а задержки окончательного подтверждения в межрегиональных сценариях стали более заметными при высокой нагрузке.

Авторы исследования отмечают, что благодаря сжатию pqSTARK эффективность агрегирования подписей валидаторов остается высокой, связанные данные можно сжать примерно в 43 раза. Это означает, что сам процесс агрегирования консенсуса по-прежнему может поддерживать хорошую эффективность, а настоящая нагрузка ложится на уровень передачи данных в сети.

Почему выбирают ML-DSA-44

Объяснение от BNB Chain Research: выбор ML-DSA-44, а не более крупной аналогичной схемы, обусловлен балансом между безопасностью, объемом подписи и скоростью проверки. Для высокопропускных блокчейнов эта версия ближе к практическому внедрению.

В отчёте также отмечается, что в настоящее время квантовые компьютеры не способны напрямую взломать криптосистемы, используемые в Биткоине или BSC, поэтому данное исследование скорее носит превентивный характер, чем срочную реакцию на текущие угрозы.

В целом, сигнал исследования таков: переход блокчейна к квантовой устойчивости возможен, но для сохранения текущей скорости и масштабируемости потребуется обновление базовой инфраструктуры и сети.