Solana hat Quantumglow beworben, eine vorgeschlagene Post-Quanten-Anpassung von Alpenglow, die den Konsens schützen soll und dabei die schnelle Finalität des Netzwerks bewahrt.
Zusammenfassung
- Quantumglow schlägt Änderungen an Validator-Signaturen und Block-Authentifizierung vor, ohne ein Einführungsdatum anzukündigen.
- Anza veröffentlichte die zugrunde liegende Forschung im Juli, vor Solanas neuestem Video-Erklärer.
- Die Mainnet-Aktivierung von Alpenglow ist getrennt von den vorgeschlagenen Post-Quanten-Änderungen an seiner Kryptographie.
- Bitcoins BIP-360 zielt auf exponierte öffentliche Schlüssel ab, wobei zusätzliche Signaturen für einen vollständigeren Schutz erforderlich sind.
Solana Developers beschrieb den Vorschlag in einem Videobeitrag vom 22. Oktober und stellte ihn als eine Möglichkeit dar, die Übereinstimmung zwischen Validatoren gegen Quantenangriffe abzusichern. Solanas Hauptkonto teilte den Erklärer und erklärte, das Netzwerk „war früh in der Quantenbereitschaft und bleibt in seiner Vorbereitung voraus.“
Keine der Ankündigungen nannte ein Aktivierungsdatum oder identifizierte ein Quantumglow-spezifisches Solana Improvement Document, bekannt als SIMD. Der Entwicklerbeitrag beschrieb eine Anpassung im Vorschlagsstadium, ohne ein eingeführtes Sicherheits-Upgrade anzukündigen.
Die Forschung ist älter als der neueste Erklärer. Anza veröffentlichte seine Quantumglow-Übersicht am 30. Juli, nannte Quentin Kniep, Kobi Sliwinski und Roger Wattenhofer als Autoren und verwies Leser auf Abschnitt 5 des aktualisierten Alpenglow-Whitepapers.
Quantumglow ändert, wie Validatoren Übereinstimmung authentifizieren
Anzas Juli-Übersicht identifiziert zwei Hindernisse für das Ersetzen der bestehenden Kryptographie von Alpenglow. Post-Quanten-Signaturen benötigen mehr Platz, während die kompakte Signatur-Aggregation, die zur Bezeugung der Validator-Übereinstimmung verwendet wird, unter den Anforderungen der Forscher keinen vergleichbaren fertigen Ersatz hat.
Die Autoren schlagen Ax vor, kurz für Alpenglow XMSS, ein hash-basiertes Signaturschema, das auf das Protokoll zugeschnitten ist. Validatoren würden einmaliges öffentliches Schlüsselmaterial im Voraus austauschen und zwischenspeichern, wodurch die Informationen reduziert werden, die späteren Signaturen beiliegen müssen.
Für die Block-Authentifizierung beschreibt Anza eine signierte Verpflichtung, die die Block-Payload abdeckt und durch authentifizierte Kommunikationskanäle unterstützt wird. Ihr Design beseitigt die Notwendigkeit, an jedes Stück Blockdaten eine große Post-Quanten-Signatur anzuhängen.
Die begleitende Forschung zu verteilten Quorum-Signaturen erklärt die zweite Änderung. Kniep, Jakub Sliwinski und Wattenhofer beschreiben die Verlagerung von Zertifikaten von Nachrichten, die über das Netzwerk gesendet werden, hin zu Ereignissen, die lokal aufgezeichnet werden, nachdem ein Knoten genügend Belege gesammelt hat.
Ihr am 20. Juli eingereichtes Papier verwendet gewöhnliche Signaturen und einen Genehmigungs-Broadcast-Mechanismus. Es trennt die Belege, die die Sicherheit stützen, von den Belegen, die die Liveness stützen, also die Fähigkeit des Protokolls, weiter Fortschritte zu machen.
Die Forscher geben an, dass jede Nachricht unabhängig von der Knotenanzahl eine konstante Größe behält, obwohl die Gesamtkommunikation quadratisch wächst. Ihre Leistungsbehauptung betrifft das vorgeschlagene Design und seine angegebenen Annahmen, ohne ein gemessenes Mainnet-Ergebnis zu belegen.
Solanas Alpenglow-Rollout hat einen separaten Aktivierungsdatensatz
Die Upgrade-Seite der Solana Foundation identifiziert Alpenglow als live auf dem Mainnet nach der Aktivierung in Epoche 1064 am 21. Oktober. Die Foundation nennt etwa 150 Millisekunden als ihr Finalitätsziel, verglichen mit 12,8 Sekunden für TowerBFT.
Die Foundation verzeichnet den Alpenglow-Konsens beginnend bei Slot 459.653.000, nach einem Genesis-Block, der durch Stimmen von 446 von 654 Validatoren zertifiziert wurde. Ihre Dokumentation trennt das eingesetzte Votor-Abstimmungssystem von Rotor, einer Datenverteilungskomponente, die für eine spätere Veröffentlichung vorgesehen ist.
Vor dieser Übergabe berichtete crypto.news bereits über die geplante Konsensmigration und ihre Betreiberanforderungen. Die Berichterstattung vom 19. Oktober dokumentierte die Notwendigkeit kompatibler Validator-Software und ausreichender Finanzierung der Vote-Konten.
SIMD-0326 spezifiziert die Votor-Teile von Alpenglow und verweist auf Version 1.1 seines Whitepapers. Der Vorschlag lässt Rotor ausdrücklich für ein separates SIMD offen, was zeigt, dass die ursprüngliche Konsensspezifikation nicht jede Komponente abdeckt, die in der nachfolgenden Forschung diskutiert wird.
Die Solana Foundation erklärt, dass Alpenglow die Transaktionsausführung, Programme und die Mechanik der Transaktionsgebühren unverändert lässt. Ihre Migrationsanleitung besagt, dass normale Nutzer nicht ändern müssen, wie sie Transaktionen signieren, senden oder genehmigen.
Die Abschaffung der On-Chain-Votes bringt separate Änderungen für Analysedienste mit sich. Wie in der Berichterstattung vom 20. Oktober über die Entfernung von Vote-Transaktionen ausführlich dargelegt, weist die Foundation Explorer an, Metriken zurückzusetzen, die Validator-Votes neben Nutzertransaktionen zählten.
Wallet-Schutz erfordert Arbeit über den Konsens hinaus
Anzas Sicherheitsbewertung vom 27. April identifiziert unterschiedliche Quanten-Schwachstellen in Konten, Blockverbreitung, Konsens und benutzerdefinierten Programmen. Max Resnick und Sam Kim warnen, dass ein Angreifer, der Ed25519 brechen kann, Kontosignaturen fälschen könnte, während gefälschte Konsens-Votes widersprüchliche Bestätigungen stützen könnten.
Ihre Checkliste fordert Arbeit an Kontenmigration, Transaktionssignaturverifizierung, Netzwerk- und programmebenen kryptografischen Werkzeugen. Die Bewertung legt sich nicht auf ein einziges Post-Quanten-Signaturschema fest.
Frühe Falcon-Implementierungen bildeten einen weiteren Teil dieser Vorbereitung. Die Berichterstattung vom 28. April dokumentierte, dass Anza und Firedancer die Signaturtechnologie testen, wobei die Teams sie als Option für eine mögliche zukünftige Aktivierung beschrieben.
Anzas Bewertung beschreibt einen Prototyp eines Migrationsnachweises, der ein bestehendes Konto an einen neuen Post-Quanten-öffentlichen Schlüssel bindet. Die Autoren unterscheiden eine solche Kontenmigration von optionalen Vault-Programmen, die nicht unabhängig den Konsens, das Netzwerk oder jede Anwendung absichern können, die anfällige Signaturen verwendet.
Bitcoins BIP-360 adressiert exponierte Schlüssel
Bitcoins BIP-360-Spezifikation schlägt Pay-to-Merkle-Root-Ausgaben durch einen Soft Fork vor und entfernt die Key-Path-Ausgabeoption, die von Taproot verwendet wird. Ihre Autoren beschreiben den Schutz vor Angriffen auf öffentliche Schlüssel, die über lange Zeiträume exponiert sind.
Der Entwurf trennt ausdrücklich diesen Schutz von Angriffen, die durchgeführt werden, während eine Ausgabetransaktion auf Bestätigung wartet. Ihre Autoren sagen, dass der Schutz vor diesen kürzeren Expositionen möglicherweise Post-Quanten-Signaturen durch einen separaten Vorschlag erfordert.
BIP-360s Motivation beschreibt die Quanten-Schlüsselwiederherstellung als Ableitung eines privaten Schlüssels aus einem öffentlichen Schlüssel durch Brechen der Annahme des diskreten Logarithmus. Die Autoren sagen, dass der Zeitpunkt und die eventuelle Machbarkeit eines kryptografisch relevanten Quantencomputers unklar bleiben. Ihr Vorschlag legt kein Datum fest, an dem ein solcher Angriff praktisch wird, oder belegt, dass gegenwärtige Hardware ihn durchführen kann.
Das Repository führt BIP-360 als Entwurf auf, der von Hunter Beast, Ethan Heilman und Isabel Foxen Duke verfasst wurde. Seine Zusammenfassung stellt fest, dass der vorgeschlagene Ausgabetyp die Skriptbaum-Funktionalität beibehält, während die quantenanfällige Key-Path-Ausgabe entfernt wird.
