اتریوم با تغییر کوانتومی با معامله سرعت در برابر امنیت روبرو است

تهدید کوانتومی: واقعی، اما نه فوری

اتریوم به سیستم‌های رمزنگاری متکی است که در برابر رایانه‌های کلاسیک ایمن باقی می‌مانند. با این حال، ماشین‌های کوانتومی به اندازه کافی پیشرفته می‌توانند روزی این سیستم‌ها را بشکنند و به طور بالقوه کلیدهای خصوصی را در معرض دید قرار دهند و میلیاردها دلار ارزش را در معرض خطر قرار دهند.

ابتکار پس از کوانتومی اتریوم پیام روشنی ارسال می‌کند: هیچ تهدید فوری وجود ندارد، اما به تأخیر انداختن اقدام یک گزینه نیست.

ارتقاء یک شبکه جهانی و غیرمتمرکز یک تلاش پیچیده و چند ساله است که نیاز به موارد زیر دارد:

به همین دلیل، اتریوم آمادگی ایمن در برابر کوانتوم را حدود سال 2029 هدف قرار داده است، خیلی قبل از اینکه انتظار رود تهدید عملی شود.

چرا رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم می‌تواند اتریوم را کند کند

در نگاه اول، رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم با یک مبادله کلیدی همراه است: بسیاری از طرح‌های پس از کوانتومی منابع بیشتری نسبت به سیستم‌های رمزنگاری که اتریوم امروز استفاده می‌کند، مصرف می‌کنند.

در مقایسه با امضاهای رمزنگاری امروزی، اکثر جایگزین‌های پس از کوانتومی تمایل دارند:

• امضاهای بزرگتری تولید کنند و مقدار داده در هر تراکنش را افزایش دهند

• منابع محاسباتی بیشتری برای تاییدیه نیاز داشته باشند

• فاقد قابلیت‌های تجمیع داخلی کارآمد باشند

این سه چالش کلیدی برای اتریوم ایجاد می‌کند:

پهنای باند و ذخیره‌سازی

امضاهای بزرگتر منجر به:  

هزینه‌های محاسباتی

اعتبارسنج‌ها مسئول تأیید امضاها هستند. اگر آن امضاها پیچیده‌تر شوند:

از دست دادن کارایی در تجمیع

لایه اجماع اتریوم در حال حاضر از امضاهای Boneh-Lynn-Shacham (BLS) بهره می‌برد که امکان تجمیع کارآمد را فراهم می‌کند. اکثر طرح‌های ایمن در برابر کوانتوم به طور بومی از این قابلیت پشتیبانی نمی‌کنند و مانع مقیاس پذیری قابل توجهی ایجاد می‌کنند.

مشکل لایه اجماع

مهم‌ترین ریسک عملکرد در لایه اجماع اتریوم نهفته است. هزاران اعتبارسنج در حال حاضر گواهی‌هایی را ارسال می‌کنند که به طور کارآمد از طریق امضاهای BLS تجمیع می‌شوند. این به حفظ موارد زیر کمک می‌کند:

بسیاری از جایگزین‌های ایمن در برابر کوانتوم در حال حاضر همان سطح کارایی را ارائه نمی‌دهند، به‌ویژه در زمینه‌هایی مانند تجمیع.

اگر اتریوم به سادگی BLS را با جایگزین سنگین‌تری جایگزین کند، شبکه می‌تواند با موارد زیر روبرو شود:

• انتشار بلوک کندتر

• بار اعتبارسنج بالاتر

• کارایی کلی پایین‌تر

آیا می‌دانستید؟ اتریوم امضاها را به طور کامل جایگزین نمی‌کند. در عوض، از SNARKs برای فشرده‌سازی هزاران اثبات سنگین به یک رسید رمزنگاری واحد و فشرده استفاده می‌کند.

راه‌حل اتریوم: جایگزین نکن بلکه طراحی مجدد کن

به جای پذیرش کاهش عملکرد، توسعه‌دهندگان اتریوم مسیر هوشمندانه‌تری را دنبال می‌کنند: طراحی مجدد سیستم برای عملکرد در محدودیت‌های ایمن در برابر کوانتوم. ایده اصلی تجمیع مبتنی بر SNARK است.

این شامل چه چیزی است؟

به جای تأیید هزاران امضای بزرگ یک به یک، شبکه یک اثبات رمزنگاری فشرده واحد را تأیید می‌کند که اعتبار تمام امضاهای زیربنایی را تصدیق می‌کند.

این روش:

• مقادیر زیادی از داده را به اثبات‌های فشرده فشرده می‌کند

• سربار تاییدیه را کاهش می‌دهد

• به حفظ مقیاس پذیری کمک می‌کند

به بیان ساده، اتریوم در حال کار برای بازسازی کارایی در بالای رمزنگاری منابع‌برتر است.

لایه اجرا: جایی که کاربران آن را احساس می‌کنند

لایه اجرا، جایی که کیف پول‌ها و تراکنش‌ها عمل می‌کنند، جایی است که کاربران تأثیرات را مستقیماً احساس می‌کنند.

تنظیمات احتمالی شامل موارد زیر است:

• هزینه‌های گس اندکی بالاتر به دلیل تأیید امضای پیچیده‌تر

• طراحی‌های به‌روزرسانی شده کیف پول که از انتزاع حساب استفاده می‌کنند

• مهاجرت مرحله‌ای به جای انتقال ناگهانی در سراسر شبکه

هدف به حداقل رساندن اختلال است در حالی که اجازه می‌دهد:

• سیستم‌های رمزنگاری قدیمی و جدید در کنار یکدیگر عمل کنند

• کاربران در جدول زمانی خود ارتقا یابند

• توسعه‌دهندگان به شیوه‌ای کنترل‌شده سازگار شوند

آیا می‌دانستید؟ ارتقاهای ایمن در برابر کوانتوم فقط درباره امنیت نیستند. آنها نمایانگر یک چالش کامل مهندسی شامل رمزنگاری، شبکه، اقتصاد و طراحی کیف پول هستند. اتریوم در حال تبدیل یک سردرد بالقوه به یک فرصت مهندسی است.

هزینه پنهان: بار داده و شبکه

رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم بیش از تراکنش‌های فردی تأثیر می‌گذارد. همچنین فشار اضافی بر لایه داده اتریوم وارد می‌کند.

عناصر رمزنگاری بزرگتر می‌توانند:

• فشار بر سیستم‌های در دسترس بودن داده را افزایش دهند

• بر ذخیره‌سازی blob که در راه‌حل‌های مقیاس پذیری استفاده می‌شود، تأثیر بگذارند

• انتشار شبکه را پیچیده کنند

به همین دلیل است که نقشه راه اتریوم شامل ارتقاها در چندین لایه است، به جای تمرکز صرفاً بر جایگزینی امضاها.

مبادله واقعی: امنیت در مقابل کارایی، یا هر دو

در هسته خود، بحث فراتر از سرعت تنها است. این درباره ایجاد تعادل مناسب بین موارد زیر است:

• امنیت (حفاظت در برابر حملات کوانتومی)

• عملکرد (توان عملیاتی و تأخیر)

• هزینه (کارمزد گس و منابع اعتبارسنج)

• غیرمتمرکزسازی (حفظ الزامات گره در دسترس)

اگر به طور ضعیف مدیریت شود، ارتقاهای ایمن در برابر کوانتوم می‌توانند منجر به:

با این حال، اگر به خوبی اجرا شوند، می‌توانند:

آیا می‌دانستید؟ بدون مهندسی دقیق، رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم می‌تواند کارمزد گس را افزایش دهد و اعتبارسنج‌های کوچکتر را بیرون براند. رویکرد چندلایه اتریوم هدفش حفظ سرعت شبکه، مقرون به صرفه و واقعاً غیرمتمرکز است.

چرا اتریوم با احتیاط حرکت می‌کند

اتریوم عمداً از شتاب به سمت هر راه‌حل واحد اجتناب می‌کند. دلایل متعددی برای این کار وجود دارد.

انتخاب سیستم رمزنگاری اشتباه می‌تواند:

• آسیب‌پذیری‌های جدید معرفی کند

• شبکه را در طراحی‌های ناکارآمد قفل کند

• سطوح حمله‌ای را که قبلاً وجود نداشت، باز کند

در عوض، توسعه‌دهندگان چابکی رمزنگاری را در اولویت قرار می‌دهند:

• توانایی ارتقاء الگوریتم‌ها در طول زمان در صورت نیاز

• انعطاف‌پذیری برای پاسخ به کشفیات جدید

• اجتناب از مبادلات برگشت‌ناپذیر

آیا رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم اتریوم را کند می‌کند؟

فشار به سمت رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم واقعیت عمیق‌تری را آشکار می‌کند. این فقط یک مسئله امنیتی نیست. این یک چالش مهندسی کامل است که رمزنگاری، شبکه، اقتصاد و تجربه ی کاربر را در بر می‌گیرد.

اگر اتریوم رمزنگاری ایمن در برابر کوانتوم را بدون طراحی مجدد معماری زیربنایی خود اتخاذ کند، شبکه تقریباً قطعاً سنگین‌تر، کندتر و اجرای آن گران‌تر خواهد شد.

اما این استراتژی که اتریوم دنبال می‌کند نیست. در عوض، از چندین فناوری برای جذب سربار امنیت کوانتومی بدون انتقال هزینه‌ها به کاربران استفاده می‌کند:

• تجمیع مبتنی بر SNARK

• انتزاع حساب

• طراحی مجدد در سطح پروتکل

• بهینه‌سازی چندلایه

اتریوم در حال کار برای جذب سربار امنیت کوانتومی بدون تحمیل عواقب بر کاربران است.