XRP Ledger переходит на квантово-устойчивую подпись, доказательство 2.420 байт вместо эллиптической кривой

XRP Ledger (XRPL) завершает год с рядом заметных технологических обновлений после периода роста принятия и достижения важных этапов развития.

24/12 Денис Ангелл, старший инженер-программист XRPL Labs, объявил, что AlphaNet – публичная тестовая сеть для разработчиков – была интегрирована с квантовым криптографическим алгоритмом «постквантового» типа и нативными смарт-контрактами (native smart contract).

«Q-Day» и неизбежная угроза от квантовых компьютеров

Большинство современных блокчейнов, включая Bitcoin и Ethereum, защищают активы пользователей с помощью эллиптической кривой криптографии (ECC).

Эта модель безопасна, поскольку при использовании классических компьютеров взлом публичных ключей для получения приватных практически невозможен. Однако вся эта гипотеза основана на ограничениях классической физики.

Квантовые компьютеры работают по другим принципам, используя кубиты для обработки множества состояний одновременно. Эксперты прогнозируют, что при достаточной мощности и запуске алгоритма Шора, квантовые компьютеры смогут взломать ECC всего за несколько секунд. Этот момент называют «Q-Day».

Обновление AlphaNet разработано для прямого противодействия этой угрозе. Ангелл подтвердил, что сеть уже работает с CRYSTALS-Dilithium.

Стоит отметить, что Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) недавно стандартизировал этот алгоритм — теперь он называется ML-DSA — как основной защитный слой против квантовых атак.

Интеграция Dilithium в тестовую сеть помогает XRPL Labs «привить вакцину» блокчейну, подготовив его к будущим аппаратным прорывам.

Анализ квантового обновления

По словам Ангелла, эти изменения затрагивают всю основную структуру XRPL. AlphaNet был переработан с новыми компонентами: Quantum Accounts, Quantum Transactions и Quantum Consensus.

Quantum Accounts меняют способ установления идентичности пользователей. В старой сети связь между приватным и публичным ключами основана на эллиптической кривой. В обновленном AlphaNet эта связь основана на математике lattice.

Пользователи создают пару ключей Dilithium, формируя сложную математическую структуру, которая делает невозможным как для классического, так и для квантового компьютера, найти приватный ключ даже при полном наличии квантового оборудования.

Quantum Transactions защищают поток перемещения активов. Каждая транзакция XRP или другого токена должна быть подписана цифровой подписью. Новый протокол требует, чтобы эта подпись использовала Dilithium, что исключает возможность подделки согласия пользователя системой.

Quantum Consensus отвечает за защиту «правды» сети. Валидаторы — серверы, подтверждающие порядок транзакций — также должны использовать новый криптографический механизм.

Если валидатор продолжит использовать слабое шифрование, квантовый злоумышленник сможет подделать валидатора, захватить право голоса и переписать историю блокчейна. Обновление требует, чтобы все валидаторы взаимодействовали через безопасные каналы, устойчивые к квантовым атакам.

Техническая цена квантовой устойчивости

Несмотря на преимущества в области безопасности, переход на Dilithium влечет за собой значительные операционные издержки.

Подписи Dilithium значительно больше по размеру, чем ECDSA. Одна подпись ECDSA занимает всего 64 байта, тогда как подпись Dilithium — около 2 420 байт.

Это напрямую влияет на производительность сети. Валидаторы должны передавать большие объемы данных, что увеличивает пропускную способность и задержки. Размер истории блокчейна также быстро растет, увеличивая затраты на хранение для узлов.

AlphaNet внедряется как тестовая среда для сбора данных о таких компромиссах. Инженеры оценят, сможет ли блокчейн поддерживать необходимую пропускную способность при росте объема данных.

Если история станет слишком громоздкой, барьеры для участия независимых валидаторов возрастут, что может привести к централизации сети.

Сокращение разрыва в программируемости

Помимо аспектов безопасности, обновление решает долгосрочную проблему XRPL — недостаток программируемости.

Много лет XRPL эффективно обрабатывал платежи, но не имел возможности программировать, что мешало привлечению разработчиков и ликвидности, как в Ethereum или Solana.

Именно смарт-контракты привели к бурному развитию этих экосистем, позволив рынкам, протоколам кредитования и автоматическим торговым стратегиям работать прямо на блокчейне. В результате Ethereum и Solana стали двумя крупнейшими DeFi-платформами с общим заблокированным объемом более 100 миллиардов долларов.

Ранее XRPL не обладал такой возможностью, и его деятельность в основном сводилась к переводу средств.

Нативные смарт-контракты на AlphaNet меняют ситуацию. Они позволяют разработчикам строить прямо на базовом слое, без необходимости использования сайдчейнов или внешних фреймворков.

Эти смарт-контракты используют существующие функции XRPL, такие как AMM, децентрализованные биржи и механизмы эскроу, открывая новые возможности для развития DeFi-сервисов, выходящих за рамки простых платежей.

Это помогает XRPL выйти на новые направления, снизить барьеры для команд, знакомых с языками смарт-контрактов, и стимулировать конкуренцию за объемы транзакций on-chain, а не только за поток платежей.

Хань Тин