Cardano CIP-0197 odpira pregled za postkvantno zaščito denarnic

Predlog z začasno oznako CIP-0197 je odprt za pregled v Cardanovem skladišču CIP. Predložil ga je Paweł Jakubas in opisuje izbirni postkvantni zaščitni sloj za denarnice Cardano, ki temeljijo na CIP-1852.

Namesto da bi uporabnike preselili na nov format denarnice, bi zasnova ohranila obstoječe ključe in naslove ter dodala dokaz, da podpisnik nadzoruje skrivnost, izpeljano iz semena, povezano z javnim ključem.

CIP-0197 dodaja nov dokazni sloj denarnicam Cardano

HD denarnice Cardano uporabljajo izpeljavo BIP32-Ed25519 za ustvarjanje hierarhije računov iz izvornega semena. Ed25519 ostaja varen pred današnjimi računalniki, vendar bi lahko dovolj zmogljiv kvantni računalnik teoretično kompromitiral sisteme podpisov na eliptičnih krivuljah s Shorovim algoritmom.

Zamenjava obstoječega izpeljevalnega sistema Cardana s postkvantno alternativo bi ustvarila širok problem združljivosti. Denarnice, menjalnice, skrbniki, strojne naprave, večpodpisni računi in poverilnice za upravljanje bi lahko vsi zahtevali migracijo.

CIP-0197 predlaga dodajanje dokaza z ničelnim razkritjem znanja, vezanega na pričo semena na ravni računa denarnice. Preveritelj bi lahko potrdil, da podpisnik nadzoruje zahtevano skrivnost, ne da bi izvedel samo seme.

Predlog kot izhodišče uporablja konstrukcijo ZKPoSP, opisano v ePrint 2026/1508. Njegova prednostna usmeritev vključuje transparentno tehnologijo STARK, ki ne zahteva zaupanja vrednega začetnega postopka in je zasnovana na kriptografskih predpostavkah, ki veljajo za odporne na znane kvantne napade.

Obstoječi naslovi Cardano bi ostali združljivi

Ohranjanje združljivosti naslovov je glavna praktična prednost predloga. Obvezen prehod na nov podpisni sistem bi zahteval usklajene spremembe v infrastrukturi denarnic in storitev Cardano.

CIP-0197 namesto tega opisuje dvofazni prehod.

V prvi fazi bi običajen podpis Ed25519 ostal v verigi, medtem ko bi se dodatni dokaz preverjal zunaj glavne knjige. Ponudniki denarnic, menjalnice, skrbniki in indekserji bi lahko preizkusili sistem ali uvedli lastne zahteve po dokazih, brez sprememb konsenznih pravil Cardano.

To bi zagotovilo podatke o implementaciji, vendar ne bi naredilo glavne knjige Cardano postkvantno varne. Omrežje bi še vedno sprejemalo transakcije, ki jih odobrijo zgolj veljavni podpisi Ed25519.

Druga faza bi lahko uvedla izvorno preverjanje dokazov znotraj vozlišč Cardano. Dokaz bi nato lahko postal del priče transakcije, ki jo uveljavlja omrežje. Doseganje te stopnje bi zahtevalo spremembo konsenza, izvornega preveritelja in precej manjše dokaze.

Velikost dokaza ostaja glavna ovira

Referenčni podatki iz osnovnega raziskovalnega članka ocenjujejo velikost dokaza na približno 219 KB. Preverjanje traja okoli devet do deset milisekund, izdelava dokazila o podpisu pa približno 12,5 sekunde. Enkratni postopek izpeljave zahteva približno 156 sekund.

Te meritve so bile zabeležene na zmogljivem 16 jedrnem strežniku, ne na tipični uporabniški napravi. Avtor predloga je tudi potrdil, da namenskega prototipa Cardano še ni, medtem ko zmogljivost v brskalniku in WebAssembly ostaja nepreverjena.

Velikost dokaza predstavlja najjasnejšo oviro za izvorno uvedbo. Dokaz velikosti 219 KB se ne bi prilegal trenutnim omejitvam velikosti v verigi pri Cardanu brez večjih optimizacij ali drugačne metode distribucije. Recenzenti so zahtevali dodatne dokaze o vplivu na bloke, zahtevah glede pomnilnika, zmogljivosti denarnic in možnih alternativah za obravnavo dokazov zunaj blokov.

CIP-0197 daje Cardanu specifično zasnovo za preizkus proti prihodnji varnostni grožnji, hkrati pa skuša ohraniti obstoječo infrastrukturo denarnic. Vendar trenutno ne spreminja funkcionalnosti denarnic in ne nudi delujoče postkvantne zaščite. Napredek je odvisen od referenčne implementacije, ponovljivih primerjalnih meritev in velikosti dokazov, ki lahko delujejo znotraj omejitev transakcij in blokov Cardano.