Jak Nervos CKB dosahuje kvantové odolnosti ve věku kvantových výpočtů

O CKB a kvantové rezistenci – Jak se síť Nervos připravuje na kvantovou budoucnost

Rychlý rozvoj kvantových počítačů začíná představovat skutečnou a naléhavou hrozbu pro současné kryptografické systémy.

Na rozdíl od klasických počítačů, které pracují s binárními bity a vyžadují astronomické množství času k vyřešení kryptografických hádanek, kvantové počítače používají qubity, které existují v superpozici.

To jim umožňuje provádět více výpočtů současně a potenciálně prolomit široce používané kryptografické algoritmy, včetně těch, které zabezpečují dnešní blockchainové sítě, za zlomek času.

Protokoly jako ECDSA a RSA – které jsou základem bezpečnosti Bitcoinu a mnoha dalších sítí – jsou obzvláště zranitelné.

S rostoucími kvantovými schopnostmi se kryptografové a vývojáři blockchainu předhánějí v implementaci obrany, která zabezpečí sítě v postkvantovém světě.

V čele tohoto útoku je síť Nervos, jejíž základní vrstva, CKB (Common Knowledge Base), je navržena nejen s ohledem na flexibilitu, ale také s vestavěnou podporou kvantově odolné kryptografie.

Kvantové riziko pro blockchain

Hrozba kvantových počítačů spočívá v jejich schopnosti podkopávat matematické problémy, na kterých závisí klasická kryptografie.

Na toto riziko upozorňují dva hlavní kvantové algoritmy – Shorův algoritmus a Groverův algoritmus.

Shorův algoritmus dokáže efektivně faktorizovat velká celá čísla a řešit diskrétní logaritmy – matematickou páteř RSA a ECDSA.

Pokud bude k dispozici dostatečně výkonný kvantový počítač, mohl by extrahovat soukromé klíče z veřejných, čímž by se prolomilo jádro kryptografie s veřejným klíčem.

To znamená, že prostředky uložené v tradičních sítích založených na UTXO, jako je Bitcoin – kde jsou veřejné klíče odhaleny po vyčerpání výstupů – by mohly být odhaleny.

Groverův algoritmus, i když není tak zničující, oslabuje účinnost algoritmů založených na hashi, jako je SHA-256, tím, že snižuje jejich efektivní zabezpečení na polovinu.

To představuje výzvu pro mechanismy PoW (proof-of-work) a Merkleovy stromové struktury - obojí je základem mnoha blockchainových platforem.

Vzhledem k tomu, že velké technologické společnosti, jako jsou Google, Microsoft a NVIDIA, dosahují rychlého pokroku v kvantových počítačích – procesor "Willow" od Googlu údajně dosahuje více než 100 qubitů – časové okno pro přípravu se rychle krátí.

Postkvantová kryptografie – základ obrany

Aby si vědci udrželi náskok před kvantovými hrozbami, vyvíjejí algoritmy PQC (postkvantová kryptografie) navržené tak, aby odolávaly útokům z klasických i kvantových počítačů.

Několik rodin algoritmů PQC je v současné době přezkoumáváno a standardizováno organizací NIST.

Kryptografie založená na mřížce – zejména schémata CRYSTALS-Kyber (ML-KEM) a CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA) – se ukázala jako průkopník díky své silné bezpečnosti a efektivitě.

Tyto dva algoritmy byly v srpnu 2024 formálně schváleny jako FIPS 203 a 204.

Algoritmy založené na hashi, jako jsou XMSS a SPHINCS+, nabízejí silné teoretické záruky, ale mají větší velikost podpisu.

Zejména SPHINCS+ se prosadil díky své bezstavové povaze a podpoře NIST.

Zavádění již probíhá napříč průmyslovými odvětvími.

Například společnost Cloudflare se zavázala nasadit PQC ve své globální infrastruktuře do poloviny roku 2025.

V březnu 2025 NIST také přidal HQC jako další standardizovaný mechanismus zapouzdření klíčů (KEM), čímž dále rozšířil sadu nástrojů pro kvantově odolné systémy.

Vestavěná kvantová připravenost Nervos CKB

Na rozdíl od mnoha starších blockchainů, které jsou úzce spojeny s pevnými kryptografickými primitivy, byl Nervos CKB navržen s kryptografickou agilitou ve svém jádru.

Spíše než se spoléhat pouze na hard forky při zavádění nových kryptografických metod, používá CKB flexibilní skriptovací systém postavený na svém "buňkovém" modelu.

V CKB jsou všechna aktiva včetně tokenů, chytrých kontraktů a uživatelské logiky uložena jako buňky, které jsou programovatelné a modulární.

Tyto buňky nejsou pevně zakódovány jediným kryptografickým standardem.

Místo toho je lze aktualizovat nebo rozšířit o nová kryptografická schémata napsáním vlastních skriptů zámku, aniž by bylo nutné měnit základní protokol.

Tento design již přinesl ovoce – Nervos v současné době podporuje SPHINCS+, bezstavový podpisový algoritmus založený na hashi schválený NIST, který je považován za vysoce bezpečný proti kvantovým útokům.

Vývojáři mohou pomocí zámkového skriptu SPHINCS+ dostupného na platformě CKB vytvářet peněženky a kontrakty, které jsou dnes kvantově odolné.

Tato funkce staví Nervos před křivku. Zatímco většina blockchainů stále diskutuje o připravenosti na PQC, společnost Nervos ji již implementovala.

Za tímto účelem je na platformě Nervos (Quantum Purse) již k dispozici peněženka s vlastním úschovou a otevřeným zdrojovým kódem využívající algoritmus SPHINCS+, která uživatelům umožňuje chránit svá aktiva pomocí PQC.

Prostředí chytrých kontraktů společnosti Nervos – CKB-VM – je založeno na instrukční sadě RISC-V, která umožňuje nízkoúrovňové, krypto-agnostické výpočty.

Vývojáři nejsou omezeni na jeden jazyk nebo algoritmus.

Tato flexibilita znamená, že jakmile se objeví nové standardy PQC, lze je implementovat přímo do chytrých kontraktů nebo uzamknout skripty, aniž by se čekalo na hard protocol fork nebo redesign VM.

Hybridní přístupy a praktické přechodové cesty

Nervos také umožňuje hybridní kryptografická schémata, kombinující jak klasické, tak kvantově rezistentní algoritmy.

Vývojáři mohou například vytvářet peněženky s duálním podpisem, které vyžadují podpis ECDSA i SPHINCS+.

Tento vrstvený přístup poskytuje zpětnou kompatibilitu se současnou infrastrukturou a zároveň přidává kvantovou odolnost.

Tyto hybridní systémy nabízejí hladký přechod – což je obzvláště cenné v nadcházejících letech, kdy ekosystém PQC dozrává.

Zatímco konečným cílem je úplné nahrazení starší kryptografie, hybridní schémata umožňují, aby sítě zůstaly v mezidobí funkční a bezpečné.

Výzvy a úvahy

Kvantová odolnost přichází s kompromisy.

Postkvantové algoritmy – zejména algoritmy založené na hashi, jako je SPHINCS+ – obvykle vedou k větším podpisům, někdy 10krát nebo více, ve srovnání s ECDSA.

To má vliv na úložiště, šířku pásma a velikost transakcí, což jsou kritické metriky pro výkon blockchainu.

Liší se také výpočetní náklady. Některé algoritmy jsou náročné na procesor, což by mohlo prodloužit dobu ověřování transakcí.

Modulární přístup společnosti Nervos CKB znamená, že vývojáři mohou testovat a optimalizovat tyto kompromisy v konkrétních aplikacích, místo aby byli nuceni k univerzálním upgradům.

Současná podpora SPHINCS+ ze strany CKB umožňuje vývojářům a výzkumníkům vyhodnocovat tyto výzvy v produkci již dnes, místo aby se spoléhali pouze na teorii.

Závěr

Kvantové výpočty již nejsou vzdáleným teoretickým zájmem.

S rychlým pokrokem kvantového hardwaru jsou kryptografické základy dnešních blockchainových sítí vážně ohroženy.

Blockchainy, které se spoléhají pouze na klasické algoritmy, jako je ECDSA nebo RSA, čelí případnému a potenciálně katastrofickému ohrožení.

Síť Nervos prostřednictvím své vrstvy CKB představuje silný příklad dopředně kompatibilního blockchainového designu.

Díky svému "buňkovému" modelu, VM založenému na RISC-V a podpoře vlastních postkvantových skriptů, jako je SPHINCS+, již společnost Nervos položila základy kvantové rezistence.

Na rozdíl od mnoha sítí, které budou vyžadovat masivní přepracování nebo hard forky, aby přežily kvantový přechod, je Nervos postaven tak, aby se přizpůsobil.

Ať už prostřednictvím hybridních schémat nebo úplné migrace PQC, nabízí vývojářům nástroje, které jim umožní udržet si náskok nyní – i v postkvantové budoucnosti.

Chcete-li se hlouběji ponořit do Nervos CKB a kvantové rezistence, přečtěte si tyto zdroje.

• Kvantové výpočty – nová výzva pro bezpečnost CKB – Zishuang Han, Cryptape
• Kvantová odolnost v blockchainech – příprava na svět postkvantových výpočtů – od Nervos.org

Spojte se s komunitou Nervos na Discordu a Telegramu.

The post Jak Nervos CKB dosahuje kvantové odolnosti ve věku kvantových počítačů appeared first on The Daily Hodl.