Quantova propõe verificações de assinaturas pós quânticas para contratos inteligentes da Cardano

Quantova propôs adicionar duas funções de verificação de assinaturas digitais pós quânticas ao Plutus, a plataforma de contratos inteligentes da Cardano.

Apresentada em 15 de outubro, a proposta recebeu a designação de candidata CIP-0206 durante o processo de revisão de Cardano Improvement Proposal. Ela permanece aberta para revisão técnica e as funções ainda não foram introduzidas na rede.

Dois padrões de assinatura para o Plutus

O CIP-0206 propõe funções de verificação para ML-DSA e SLH-DSA, dois algoritmos padronizados pelo U.S. National Institute of Standards and Technology como FIPS 204 e FIPS 205.

Os algoritmos se baseiam em abordagens criptográficas diferentes. ML-DSA é baseado em problemas matemáticos envolvendo reticulados, enquanto SLH-DSA usa funções de hash. Quantova propõe dar suporte a ambos para que os contratos do Plutus possam verificar assinaturas produzidas por qualquer um dos métodos.

Cada função proposta receberia uma chave pública, uma mensagem e uma assinatura. Um contrato inteligente poderia usar o resultado para determinar se uma assinatura exigida é válida antes de executar uma ação.

A Quantova identifica tesourarias multifirma e pontes de blockchain entre as aplicações potenciais. A proposta trata da verificação dentro de contratos inteligentes; ela não muda por si só as chaves ou assinaturas que os usuários da Cardano utilizam atualmente para autorizar transações de carteiras.

Tamanho das assinaturas e testes de desempenho

Uma consideração é a quantidade de espaço da transação que as assinaturas propostas exigiriam. Segundo a proposta, uma assinatura ML-DSA-65 ocupa 3,309 bytes, com uma chave pública de aproximadamente 1,952 bytes. Para a variante SLH-DSA-SHA2-128s, a assinatura ocupa 7,856 bytes e a chave pública 32 bytes.

Ambas as assinaturas ficam dentro do limite de tamanho de transação discutido na proposta, mas podem consumir uma parcela substancial do espaço disponível. Qualquer aumento desse limite seria uma alteração separada nas regras de consenso da Cardano.

Participantes da discussão da proposta também compartilharam benchmarks de verificação de assinaturas. A Quantova relatou aproximadamente 64 microssegundos para verificação de ML-DSA-65 e entre 130 e 330 microssegundos para variantes de SLH-DSA. Outro revisor publicou medições separadas para funções criptográficas existentes da Cardano, incluindo Ed25519.

Os números foram obtidos usando diferentes máquinas e bibliotecas. Seriam necessários testes adicionais no ambiente do Plutus para estabelecer o modelo de custos para as funções propostas.

A Quantova também forneceu código de referência e casos de teste para o processo de verificação. Em uma atualização de 17 de outubro, a empresa informou um conjunto de 31 vetores de teste cobrindo assinaturas válidas, mensagens modificadas e chaves incompatíveis, entre outros casos.

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Revisão e uma proposta separada para carteiras

O CIP-0206 responde a uma questão levantada no CPS-0027 sobre quais esquemas de assinatura pós quânticos devem ser introduzidos como recursos nativos do Plutus. Os editores de CIP convidaram especialistas em criptografia e colaboradores do Plutus para revisar a proposta e seus requisitos de desempenho.

Adicionar as funções e seu modelo de custos exigiria um hard fork porque elas afetam o avaliador do Plutus, que é relevante para o consenso da rede. A proposta atribui o trabalho de implementação aos mantenedores do ledger da Cardano e do Plutus. Nenhuma data de ativação foi anunciada.

Um candidato separado, o CIP-0197, trata de proteção pós quântica para carteiras HD. Enquanto o CIP-0206 se concentra na verificação de assinaturas dentro de contratos inteligentes, o CIP-0197 explora uma abordagem envolvendo chaves de carteiras existentes e provas de conhecimento zero.

Intersect’s Technical Steering Committee também anunciou uma discussão em 4 de novembro sobre criptografia pós quântica com pesquisadores da Input Output. O evento aborda o tema de forma mais ampla e não lista o CIP-0206 como item específico da pauta.