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Die von Binance gegründete BNB Chain (BSC) legt mit ihrem jüngsten Test zur postquantum-Kryptographie nahe, dass Blockchain-Netzwerke bereits heute damit beginnen können, sich auf eine quantenbasierte Zukunft vorzubereiten, allerdings könnte der Preis hoch sein: etwa 40 % geringere Transaktionsdurchsatzrate.
BSC ist eine der größten Ethereum-kompatiblen Blockchains gemessen am Transaktionsvolumen und stellt somit einen nützlichen Testfall dafür dar, ob leistungsstarke Netzwerke realistisch post-quantensichere Sicherheitsupgrades absorbieren können.
In einem neuen Machbarkeitsnachweis, BSC ersetzte zwei seiner wichtigsten kryptografischen Systeme, ECDSA-Transaktionssignaturen und BLS12-381-Validatorabstimmungssignaturen, durch quantenresistente Alternativen. Das Ergebnis funktionierte, jedoch sank die native Transferdurchsatzrate über Regionen hinweg von 4.973 Transaktionen pro Sekunde auf 2.997, ein Rückgang von rund 40 %, da deutlich größere Signaturen mehr Daten über das Netzwerk schoben.
ECDSA ist das digitale Signatursystem, das verwendet wird, um den Eigentumsnachweis von Mitteln auf den meisten Blockchains zu erbringen.
Jedes Mal, wenn ein Benutzer Krypto sendet, signiert er die Transaktion mit einem privaten Schlüssel. BLS12-381 wird unterdessen häufig im Hintergrund von Validatoren verwendet, den Computern, die für die Bestätigung von Blöcken und die Synchronisation einer Blockchain verantwortlich sind. Validator-Stimmen-Signaturen ermöglichen es diesen Betreibern, zu bezeugen, dass ein Block gültig und finalisiert ist.
Beide Systeme basieren auf elliptischer Kurvenkryptographie, die Forscher sind der Ansicht könnte schließlich durch ausreichend leistungsstarke Quantencomputer unter Verwendung von gebrochen werdenShors Algorithmus.
BSCs Quantentest erklärt
In BSCs Test wuchs eine typische Transaktion von etwa 110 Byte auf etwa 2,5 Kilobyte, während sich die Blockgrößen von etwa 130 KB auf ungefähr 2 MB ausdehnten. Das Ergebnis war ein Rückgang der Transaktionsdurchsatzrate um etwa 40 %, nicht weil die Blockchain Schwierigkeiten hatte, die Transaktionen zu verifizieren, sondern weil die Übertragung all dieser zusätzlichen Daten zum Engpass wurde.
Nicht jeder Teil des Netzwerks wurde gleichermaßen getroffen.
Die hinter den Kulissen arbeitenden Systeme, die Validatoren bei der Bestätigung und Finalisierung von Blöcken unterstützen, hielten sich relativ gut, da BSC eine effiziente Methode zur Komprimierung dieser Sicherheitsprüfungen gefunden hat.
Die größere Belastung entstand durch gewöhnliche Benutzertransaktionen, bei denen jede Zahlung eine deutlich umfangreichere quantenresistente digitale Signatur tragen musste, was zu erheblich mehr Daten im Netzwerk führte.
Quantenresistente Blockchains
Andere Blockchain-Netzwerke erforschen ihre eigenen quantensicheren Abwehrmechanismen, jedoch gibt es noch keine branchenweite Lösung.
Bitcoin-Entwickler prüfen längerfristige Upgrades wie BIP-360, was quantenresistente Schutzmechanismen direkt in das Protokoll integrieren würde, während andere Forscher Notfalllösungen vorgeschlagen haben, die unter den heutigen Regeln funktionieren könnten, allerdings zu deutlich höheren Kosten pro Transaktion.
Ethereum verfolgt einen langsameren, aber umfassenderen Ansatz. Anstatt eine einzelne Umstellung seiner aktuellen Sicherheitssysteme zu testen, hat die Ethereum Foundation hat eine spezielle Initiative zur postquanten-sicheren Sicherheit gestartet mit dem Ziel, Wallets, Validator-Infrastrukturen und tiefere Netzwerkteile über mehrere Jahre hinweg schrittweise zu verbessern.
TRON verfolgt einen schnelleren, aggressiveren Ansatz. Gründer Justin Sun hat erklärt, dass der Protocol plant, im zweiten Quartal ein quantenresistentes Testnetz zu starten, gefolgt von einer Mainnet-Einführung im Q3, positioniert TRON als Anwärter darauf, eine der ersten großen Blockchains zu werden, die sich als quantensicher vermarktet.
Das Experiment von BSC deutet darauf hin, dass die Kryptobranche in eine neue Phase der Quantendiskussion eintritt. Die Frage lautet nicht mehr, ob Blockchains widerstandsfähiger gegen zukünftige Quantenangriffe gemacht werden können, sondern wie viel Geschwindigkeit und Effizienz die Netzwerke bereit sind, dafür zu opfern.
BERICHTIGUNG (19. Mai, 12:15 UTC): Ändert den ersten Aufzählungspunkt und den ersten Absatz, um "von Binance gegründet" zu beschreiben, anstatt den Eindruck zu erwecken, dass es sich im Besitz von Binance befindet.