Tóm tắt
- Một bài đăng trên Ethereum Research đề xuất SPHINCS-, một lược đồ xác minh chữ ký không trạng thái (stateless) sau lượng tử được tối ưu hóa cho EVM.
- Thiết kế này thay thế các hàm SHAKE256 tiêu chuẩn bằng KECCAK256 vốn có sẵn trong EVM, cho phép triển khai bằng Solidity mà không cần thay đổi giao thức hoặc sử dụng các hàm biên dịch sẵn (precompiles).
- Biến thể C13 được mô tả là có chi phí xác minh vào khoảng 127,000 gas với chữ ký dài 3,704 byte.
- Đề xuất này không phải là tiêu chuẩn và đang ở giai đoạn nghiên cứu, nhưng nó đóng góp thêm vào cuộc thảo luận ngày càng sôi nổi về bảo mật sau lượng tử của Ethereum.
Các nhà nghiên cứu Ethereum đang khám phá một thiết kế chữ ký sau lượng tử mới có thể cho phép ví xác minh chữ ký kháng lượng tử trực tiếp trên Máy ảo Ethereum mà không yêu cầu thay đổi giao thức.
Đề xuất, được đăng trên Ethereum Research vào ngày 12 tháng 6, giới thiệu SPHINCS-, phát âm là "SPHINCS minus", như một lược đồ xác minh chữ ký không trạng thái, hiệu quả, chống lượng tử, được thiết kế để tương thích với EVM. Bài đăng ghi công tác giả là nicocsgy và bao gồm lời cảm ơn đặc biệt đến Vitalik Buterin cùng các cộng tác viên khác.
Chữ Ký Sau Lượng Tử Cho Ví Ethereum
Vấn đề cơ bản là các ví blockchain ngày nay dựa vào các giả định mật mã có thể bị suy yếu bởi các máy tính lượng tử đủ mạnh trong tương lai. Mối đe dọa đó không phải là trước mắt, nhưng các nhà nghiên cứu và nhà mật mã học Ethereum ngày càng thảo luận nhiều hơn về cách các tài khoản có thể di chuyển sang các lược đồ chữ ký kháng lượng tử theo thời gian.
SPHINCS- được thiết kế xoay quanh một ràng buộc thực tế: nó phải hoạt động được bên trong EVM như hiện tại. Thay vì yêu cầu các hàm biên dịch sẵn mới hoặc thay đổi ở cấp độ giao thức, đề xuất này thay thế các hàm băm tiêu chuẩn của SLH-DSA như SHAKE256 bằng KECCAK256, vốn là hàm nguyên bản của Ethereum.
Lựa chọn thiết kế đó cho phép logic xác minh được triển khai bằng Solidity. Nói cách khác, đề xuất không yêu cầu Ethereum thay đổi giao thức cơ sở ngay lập tức. Nó đang khám phá giới hạn mà việc xác minh ví sau lượng tử có thể đạt được bằng cách sử dụng các công cụ EVM hiện có.
Ngân Sách Chữ Ký Thấp Hơn, Chi Phí Thấp Hơn
Bài đăng cũng giảm quy mô ngân sách chữ ký xuống một phạm vi phù hợp hơn cho ví blockchain. Thay vì nhắm đến mức tiêu chuẩn 2^64 chữ ký trên mỗi khóa, SPHINCS- tập trung vào ngân sách từ 2^14 đến 2^20 chữ ký trên mỗi khóa.
Lập luận là các địa chỉ Ethereum thông thường không cần một số lượng chữ ký khổng lồ. Bài đăng cho biết phân vị thứ 99.9 hàng năm trung bình về số giao dịch Ethereum trên mỗi địa chỉ kể từ sau sự kiện The Merge là khoảng 431, điều này gợi ý rằng các tham số cụ thể cho ví có thể hiệu quả hơn so với các tiêu chuẩn chung cho mục đích rộng.
Đối với biến thể C13 của nó, đề xuất báo cáo chi phí xác minh vào khoảng 127,000 gas và kích thước chữ ký là 3,704 byte. Nó so sánh điều đó với SLH-DSA-SHA2-128-24 tiêu chuẩn, mà bài đăng cho biết có chi phí 142,000 gas với chữ ký 3,856 byte và yêu cầu khoảng 1.07 tỷ lần gọi hàm băm để ký.
Vẫn Là Nghiên Cứu, Không Phải Tiêu Chuẩn
Đề xuất cẩn thận lưu ý về các đánh đổi. SPHINCS- không phải là tiêu chuẩn và không khớp chính xác với các tham số FIPS 205 vì nó sử dụng Keccak và ngân sách ký giới hạn. Điều đó có nghĩa là nó nên được coi là nghiên cứu hơn là một tiêu chuẩn tài khoản Ethereum hoàn chỉnh.
Ngoài ra còn có các ràng buộc thực tế đối với ví. Bài đăng nói rằng các biến thể C11 và C12 tương thích với ví phần cứng, nhưng thời gian ký trên phần tử bảo mật ST33K1M5 được liệt kê lần lượt là 390 giây và 47.5 giây. Điều đó làm nổi bật khoảng cách giữa hiệu quả xác minh lý thuyết và trải nghiệm người dùng thực tế.
Dù vậy, hướng đi này là quan trọng. Bảo mật tài khoản dài hạn của Ethereum rất có thể sẽ yêu cầu nhiều cách tiếp cận, bao gồm các lược đồ chữ ký mới, công cụ tóm tắt tài khoản (account abstraction), lộ trình di chuyển và UX ví tốt hơn.
Tại Sao Điều Này Quan Trọng
Bảo mật sau lượng tử vẫn là một vấn đề hướng tới tương lai, nhưng các mạng blockchain không thể chờ đợi cho đến khi các cuộc tấn công lượng tử trở nên khả thi mới bắt đầu suy nghĩ về việc di chuyển. Nâng cấp ví, tiêu chuẩn, giáo dục người dùng và sự phối hợp của hệ sinh thái có thể mất nhiều năm.
SPHINCS- không giải quyết toàn bộ vấn đề đó. Nhưng nó cung cấp cho các nhà nghiên cứu Ethereum một thiết kế cụ thể khác để thử nghiệm: một đường dẫn xác minh sau lượng tử, không trạng thái, nguyên bản EVM, có thể hoạt động mà không cần chờ đợi các thay đổi ở tầng cơ sở.







