Quantova propose des vérifications de signatures postquantiques pour les contrats intelligents de Cardano

Quantova a proposé d'ajouter à Plutus, la plateforme de contrats intelligents de Cardano, deux fonctions de vérification de signatures numériques postquantiques.

Soumise le 15 octobre, la proposition a reçu la désignation de candidate CIP-0206 lors du processus d'examen des Cardano Improvement Proposals. Elle reste ouverte à l'examen technique et les fonctions n'ont pas été introduites sur le réseau.

Deux normes de signature pour Plutus

CIP-0206 propose des fonctions de vérification pour ML-DSA et SLH-DSA, deux algorithmes normalisés par le U.S. National Institute of Standards and Technology sous les références FIPS 204 et FIPS 205.

Ces algorithmes reposent sur des approches cryptographiques différentes. ML-DSA est fondé sur des problèmes mathématiques impliquant des réseaux, tandis que SLH-DSA utilise des fonctions de hachage. Quantova propose de prendre en charge les deux afin que les contrats Plutus puissent vérifier des signatures produites avec l'une ou l'autre méthode.

Chaque fonction proposée recevrait une clé publique, un message et une signature. Un contrat intelligent pourrait utiliser le résultat pour déterminer si une signature requise est valide avant d'exécuter une action.

Quantova cite parmi les applications potentielles les trésoreries multisignatures et les ponts blockchain. La proposition concerne la vérification au sein des contrats intelligents et ne change pas les clés ou les signatures que les utilisateurs de Cardano utilisent actuellement pour autoriser des transactions de portefeuille.

Taille des signatures et tests de performance

Une question à considérer est l'espace de transaction que nécessiteraient les signatures proposées. Selon la proposition, une signature ML-DSA-65 occupe 3 309 octets, avec une clé publique d'environ 1 952 octets. Pour la variante SLH-DSA-SHA2-128s, la signature occupe 7 856 octets et la clé publique 32 octets.

Les deux types de signatures restent dans la limite de taille des transactions évoquée dans la proposition, mais elles pourraient consommer une part substantielle de l'espace disponible. Toute augmentation de cette limite constituerait une modification distincte des règles de consensus de Cardano.

Les participants à la discussion sur la proposition ont également partagé des mesures de référence pour la vérification des signatures. Quantova a indiqué environ 64 microsecondes pour la vérification ML-DSA-65 et entre 130 et 330 microsecondes pour les variantes SLH-DSA. Un autre examinateur a publié des mesures distinctes pour les fonctions cryptographiques existantes de Cardano, dont Ed25519.

Ces chiffres ont été obtenus à l'aide de machines et de bibliothèques différentes. Des tests supplémentaires dans l'environnement Plutus seraient nécessaires pour établir le modèle de coût des fonctions proposées.

Quantova a également fourni du code de référence et des cas de test pour le processus de vérification. Dans une mise à jour du 17 octobre, l'entreprise a signalé un ensemble de 31 vecteurs de test couvrant des signatures valides, des messages modifiés et des clés non correspondantes, entre autres cas.

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Examen et proposition distincte pour les portefeuilles

CIP-0206 répond à une question soulevée dans CPS-0027 au sujet des schémas de signature postquantiques à introduire en tant que fonctions intégrées de Plutus. Les éditeurs du CIP ont invité des spécialistes de cryptographie et des contributeurs de Plutus à examiner la proposition et ses exigences de performance.

L'ajout des fonctions et de leur modèle de coût nécessiterait un hard fork car ils affectent l'évaluateur Plutus, qui est pertinent pour le consensus du réseau. La proposition attribue le travail de mise en œuvre aux mainteneurs du registre Cardano et de Plutus. Aucune date d'activation n'a été annoncée.

Un candidat distinct, CIP-0197, traite de la protection postquantique pour les portefeuilles HD. Tandis que CIP-0206 se concentre sur la vérification des signatures à l'intérieur des contrats intelligents, CIP-0197 explore une approche impliquant les clés de portefeuille existantes et des preuves à connaissance nulle.

Le Technical Steering Committee d'Intersect a également annoncé une discussion le 4 novembre sur la cryptographie postquantique avec des chercheurs d'Input Output. L'événement couvre le sujet plus large et ne mentionne pas CIP-0206 comme point spécifique à l'ordre du jour.