De kwantumnoodsituatie: de race van Ethereum tegen de klok

Ethereum maakt zich op tegen kwantumbedreigingen. Hoe reageert de gemeenschap op het nieuwe voorstel van Buterin, en hoe reëel is het gevaar?

De exponentiële vooruitgang van de kwantumcomputertechnologie vormt een enorme uitdaging voor de blockchain-platforms en ondermijnt mogelijk de beveiligingsprotocollen die de basis vormen van deze netwerken, waarbij Ethereum (ETH) geen uitzondering is. 

Als reactie op deze dringende zorg heeft Vitalik Buterin, medeoprichter van Ethereum, het voortouw genomen bij discussies over Ethereum Research, met als doel de kwetsbaarheden die quantum computing in Ethereum introduceert aan te pakken en te verminderen.

Verdiepen in de strategie van Buterin 

Buterin voorziet een potentiële ‘kwantumnoodsituatie’, waarbij de komst van kwantumcomputermogelijkheden zou kunnen leiden tot grootschalige diefstal van Ethereum-activa.

Om deze dreigende dreiging het hoofd te bieden, stelde Buterin een veelzijdige aanpak voor, te beginnen met de implementatie van een harde vork van het Ethereum-netwerk. 

Deze harde vork zou het netwerk effectief terugbrengen naar een staat voordat er potentiële diefstallen zouden plaatsvinden, waardoor gebruikers nieuwe portemonneesoftware zouden moeten gebruiken die expliciet is ontworpen om toekomstige aanvallen te dwarsbomen.

Centraal in de strategie van Buterin staat de adoptie van een nieuw transactietype zoals beschreven in Ethereum Improvement Proposal (EIP) 7560. Dit transactietype maakt gebruik van geavanceerde cryptografische technieken, waaronder Winternitz-handtekeningen en zero-knowledge proof-technologieën zoals STARKs, met als doel transacties te beschermen tegen quantum-transacties. aanvallen door de privésleutels van gebruikers te beschermen tegen blootstelling.

Bovendien pleit Buterin voor de integratie van ERC-4337-accountabstractie voor slimme contractportefeuilles, waardoor de veiligheid wordt vergroot door de blootstelling van privésleutels tijdens het ondertekeningsproces te voorkomen. 

Accountabstractie fungeert als een ‘slimme contractportemonnee’, waardoor gebruikers kunnen communiceren met het Ethereum-netwerk zonder over hun privésleutels te beschikken of Ether te hoeven onderhouden voor transactiekosten.

In het geval van een kwantumnoodsituatie zouden gebruikers die geen transacties vanuit hun Ethereum-portemonnee hebben uitgevoerd, beschermd blijven, omdat alleen hun portemonnee-adressen openbaar zijn. 

Buterin suggereerde ook dat de infrastructuur die nodig is om de voorgestelde harde vork uit te voeren, theoretisch onmiddellijk met de ontwikkeling zou kunnen beginnen.

Reactie van de gemeenschap

De Ethereum-gemeenschap bespreekt actief Buterins voorstel voor een hard fork-strategie om Ethereum te beschermen tegen mogelijke kwantumaanvallen. Dit onderwerp heeft zowel interesse als bezorgdheid onder de leden gewekt.

Hoewel het belang van voorbereiding op kwantumbedreigingen wordt erkend, bestaat er scepsis over hoe effectief deze maatregelen zullen zijn tegen kwaadwillende gebruikers met toegang tot kwantumcomputing. DogeProtocol, een lid van de gemeenschap, heeft vragen gesteld over het identificeren van legitieme accounthouders versus aanvallers in scenario's waarin kwantumcomputers kunnen inbreken in Ethereum-portefeuilles.

DogeProtocol stelde voor om gestandaardiseerde NIST-algoritmen te gebruiken in combinatie met klassieke algoritmen. Dit zou echter kunnen leiden tot grotere blokgroottes vanwege de grotere handtekening- en publieke sleutelgroottes in veel post-kwantummethoden.

Een ander lid van de gemeenschap, nvmmonkey, beveelt een preventieve strategie aan. Ze stellen voor om een ​​machine learning-systeem in het knooppuntnetwerk van Ethereum te integreren om grote, verdachte transacties op te sporen die op onveilige activiteiten zouden kunnen duiden, waardoor noodprotocollen zoals de Stark-emergence fork in werking zouden kunnen treden.

Risico's van kwantumcomputers voor blockchain

Blockchain-technologie, inclusief cryptocurrencies zoals Bitcoin en Ethereum, is afhankelijk van cryptografische algoritmen zoals het Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) om transacties te beveiligen en de integriteit van het gedistribueerde grootboek te behouden. 

Kwantumalgoritmen, met name het algoritme van Shor, ontwikkeld door Peter Shor in 1994, vormen echter een bedreiging omdat ze mogelijk het discrete logaritmeprobleem op elliptische curven kunnen oplossen, dat de basis vormt voor de veiligheid van ECDSA. 

Deze mogelijkheid zou een kwantumcomputer in staat kunnen stellen digitale handtekeningen te vervalsen en daardoor alle fondsen te controleren die aan die handtekeningen zijn gekoppeld.

Kwantumcomputers kunnen ook andere cryptografische praktijken binnen de blockchain-technologie ondermijnen, waaronder het proces van hashen, dat centraal staat bij mining en het creëren van nieuwe blokken. 

Hoewel hashing (bijvoorbeeld SHA-256 in Bitcoin) niet direct wordt verbroken door het algoritme van Shor, zou het algoritme van Grover, een ander kwantumalgoritme, theoretisch het proces van het vinden van de voorafbeelding van een hash kunnen versnellen, hoewel de versnelling minder dramatisch is dan die van Shor voor encryptie. .

Kwantumsprong: zijn we voorbereid?

Hoewel de huidige kwantumcomputers nog niet in staat zijn ECDSA op praktische schaal te doorbreken, suggereert het snelle tempo van de vooruitgang dat de dreiging binnen de komende jaren reëel zou kunnen worden. Google is van plan om in 2029 een kwantumcomputer te bouwen die grote zakelijke en wetenschappelijke berekeningen foutloos kan verwerken.

IBM presenteerde onlangs “IBM Quantum Heron”, zijn meest geavanceerde kwantumprocessor. Deze processor valt op door zijn hoge prestaties en lage foutpercentages. IBM onthulde ook de IBM Quantum System Two, een nieuwe modulaire kwantumcomputer. Dit systeem, dat al in gebruik is in New York, is ontworpen om complexe wetenschappelijke en zakelijke berekeningen aan te kunnen.

De kwantumbedreiging voor de huidige cryptografie is een feit dat algemeen wordt erkend door onderzoekers. Er wordt steeds meer nadruk gelegd op het ontwikkelen en implementeren van kwantumbestendige of postkwantumcryptografische algoritmen.

Het National Institute of Standards and Technology (NIST) heeft bijvoorbeeld een proces geïnitieerd om kwantumbestendige cryptografische algoritmen met publieke sleutels te evalueren en te standaardiseren. Dit kunnen cruciale stappen zijn in de richting van het behoud van de veiligheid en veerkracht van blockchain en andere digitale infrastructuur in het licht van quantum computing.

Naarmate de mogelijkheden van kwantumcomputers evolueren, zal de gezamenlijke betrokkenheid van onderzoekers, ontwikkelaars en beleidsmakers essentieel worden.

Door prioriteit te geven aan de ontwikkeling en integratie van kwantumbestendige cryptografische oplossingen kan de blockchain-gemeenschap gevoelige informatie beschermen, het digitale vertrouwen behouden en de blijvende levensvatbaarheid van blockchain in het kwantumtijdperk garanderen.

Volg ons op Google Nieuws