Quantova提议为Cardano智能合约引入后量子签名验证

Quantova已提议为Cardano的智能合约平台Plutus新增两种后量子数字签名验证函数。

该提案已于10月15日提交，并在Cardano改进提案审查流程中被指定为候选CIP-0206。当前仍开放技术评审，这些函数尚未在网络上引入。

Plutus的两种签名标准

CIP-0206提出为ML-DSA和SLH-DSA提供验证函数，这两种算法已被美国国家标准与技术研究院标准化为FIPS 204和FIPS 205。

这两种算法依赖不同的密码学方法。ML-DSA基于涉及格的数学问题，而SLH-DSA依赖哈希函数。Quantova建议同时支持二者，使Plutus合约能够验证由任一方法生成的签名。

每个拟新增的函数将接收公钥、消息和签名。智能合约可据此结果在执行操作前判断所需签名是否有效。

Quantova将多重签名金库和区块链桥列为潜在应用场景。该提案仅涉及在智能合约内进行验证，本身不会更改Cardano用户当前用于授权钱包交易的密钥或签名。

签名大小与性能测试

其中一个考量是所提签名将占用的交易空间。根据提案，ML-DSA-65签名占用3,309字节，对应公钥约1,952字节。对于SLH-DSA-SHA2-128s变体，签名占用7,856字节，公钥为32字节。

两类签名均在提案所讨论的交易大小上限之内，但可能会占用相当大比例的可用空间。若要提高该上限，将需要对Cardano的共识规则进行单独变更。

参与讨论的人员还分享了签名验证基准。Quantova报告称，ML-DSA-65的验证约为64微秒，SLH-DSA各变体在130至330微秒之间。另有评审者发布了对现有Cardano密码学函数的独立测量结果，其中包括Ed25519。

这些数据是在不同的机器与库上获得的。要为拟议函数建立成本模型，还需要在Plutus环境中进行进一步测试。

Quantova还为验证流程提供了参考代码与测试用例。根据10月17日的更新，该公司公布了一组包含31个测试向量，覆盖有效签名、被修改的消息以及不匹配的密钥等情形。

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审查进展与单独的钱包提案

CIP-0206回应了CPS-0027中提出的一个问题，即应将哪些后量子签名方案作为Plutus内建功能引入。CIP编辑已邀请密码学专家与Plutus贡献者审阅该提案及其性能要求。

由于这些更改会影响与网络共识相关的Plutus求值器，添加这些函数及其成本模型将需要一次硬分叉。该提案将实现工作分配给Cardano分类账与Plutus维护者。尚未公布激活日期。

另一项候选提案CIP-0197关注HD钱包的后量子防护。CIP-0206侧重智能合约内的签名验证，而CIP-0197探索一种利用现有钱包密钥与零知识证明的方法。

Intersect的技术指导委员会还宣布将于11月4日与Input Output研究人员就后量子密码学展开讨论。该活动涵盖更广泛的主题，并未将CIP-0206列为具体议程项。