BNB Chain 展示量子防护可行,但以 40% 吞吐量下滑为代价

BNB Chain 展示量子防护可行,但以 40% 吞吐量下滑为代价

BNB Chain (BNB) 在 BSC 上测试了 post-quantum cryptography,结果确认其可行,不过在签名体积膨胀为原来的 37 倍后,吞吐量大约下滑了 40%。

BSC 迁移报告的发现

BNB Chain published 了《BSC 后量子密码学迁移报告》,评估网络如何将现有的传统密码系统替换为具备抗量子能力的方案。

该团队测试了两种替代方案:ML-DSA-44,即 NIST 于 2024 年在 FIPS 204 下标准化的基于格的签名方案,以及用于验证者共识投票聚合的 pqSTARK

跨区域测试 showed 表明,在新方案下,吞吐量从每秒 4,973 笔交易降至 2,997 笔。交易大小从大约 110 字节暴涨到约 2.5 KB,而仅签名部分就从 65 字节跃升到 2,420 字节。

在等量负载下,区块大小从约 130 KB 提升到接近 2 MB。不过,在所有测试场景中,中位最终确认延迟仍保持在两个 slot 不变。

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验证者聚合表现稳健

智能合约活动减速相对较小,因为这类交易本身就携带更大的负载。开发者在报告中 noted 指出,最大的性能损失来自跨区域数据传输,而非签名验证本身。

pqSTARK 证明系统交出了报告中最亮眼的结果。

六个验证者签名合计 14.5 KB,经 compressed 压缩为一个约 340 字节的单一证明,实现了约 43:1 的缩减比例,即便在更重的密码负载下,仍能保持共识的高效执行。

最慢 1% 的区块确认在部分跨区域测试中被拉长到 11 个 slot,较大的区块在节点之间传播所需时间更长。

量子威胁时间线

BNB Chain 将此次工作定位为概念验证,而非立即部署到生产网络,并在公告中 stating 指出,网络与数据层面的吞吐限制仍是核心障碍。报告同时强调,P2P 握手与 KZG 承诺并未纳入此次研究范围,这些部分需要与以太坊生态开展更广泛的协同。

本次迁移关注的是 Shor 算法——一种可攻破目前大多数区块链所采用椭圆曲线密码(ECC)的量子算法。

研究界普遍认为,具备密码学意义的量子计算机距离落地尚有 10 至 20 年,不过 Google research 在 2026 年 3 月发布的研究则指出,对 ECC 系统构成现实威胁的攻击最早或将于 2029 年出现。

其他网络近期也在同一方向上推进。NEAR Protocol 本月早些时候已上线 ML-DSA 签名,TRON announced a post-quantum initiative in April,而 Ethereum has acknowledged the need for similar upgrades,但尚未给出正式时间表。

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