Aptos пропонує AIP-137 для впровадження постквантових підписів для підвищеної безпеки

Коротко

Aptos запропонував AIP-137 для додавання необов’язкових пост-квантових підписів SLH-DSA на рівні облікового запису, що вирішує довгострокові ризики квантових обчислень без впливу на існуючі облікові записи.

Блокчейн рівня 1 Aptos представив оновлення пост-квантових підписів AIP-137, розроблене для необов’язкового включення підтримки пост-квантових цифрових підписів на рівні облікового запису, що враховує потенційні майбутні ризики від квантових обчислень.

Пропозиція не впливає на існуючі облікові записи і має на меті впровадити схему хешування SLH-DSA, стандартизовану за FIPS 205. AIP-137 пропонує SLH-DSA-SHA2-128s2 як початковий варіант пост-квантового підпису для облікових записів Aptos, схему, яку нещодавно визнано NIST як пост-квантово безпечну, що базується виключно на хеш-функції SHA2-256 для забезпечення як класичної, так і квантової безпеки.

Вона дотримується консервативного підходу для підготовки до появи криптографічно релевантних квантових комп’ютерів (CRQCs), які можуть з’явитися протягом наступних п’яти-десяти років. Її пріоритет — безпека понад ефективність, при цьому зберігаючи низьку складність інтеграції. SLH-DSA вважається ідеальним, оскільки залежить виключно від хеш-функцій, які вже довірені в екосистемі Aptos, на відміну від більш складних пост-квантових схем, що вимагають додаткових класичних заходів безпеки та ускладнюють реалізацію.

Якщо її приймуть, це оновлення вимагатиме підтримки створення, управління та перевірки цих нових підписів усіма повними вузлами, валідаторами, індексаторами, гаманцями та SDK і CLI інструментами Aptos. Навпаки, відхилення пропозиції може залишити екосистему вразливою до непередбачених технологічних загроз, тоді як затвердження дозволить управлінню активувати пост-квантові облікові записи за потреби, даючи користувачам можливість мігрувати на свій розсуд.

Aptos оцінює варіанти пост-квантових підписів, пріоритет — безпека

Хоча альтернативні схеми пост-квантових підписів можуть пропонувати менший розмір підпису та швидше час перевірки, сімейство SLH-DSA, стандартизоване у FIPS-2052, вважається найконсервативнішим з точки зору безпеки, оскільки залежить виключно від вже встановленої безпеки SHA2-256. Це робить його надійним вибором для захисту від потенційних класичних атак на схеми, які вважаються пост-квантово безпечними, як це було раніше, коли кандидатські схеми, наприклад Rainbow, засновані на багатоваріантній криптографії, були зламані на стандартному обладнанні, незважаючи на статус фіналістів NIST. Тому SLH-DSA приваблює користувачів блокчейну, які пріоритетують максимальну обережність і бажають уникнути залежності від неперевірених припущень або агресивних параметрів більш ефективних, але менш усталених пост-квантових схем.

Дивлячись у майбутнє, Aptos також може розглянути підтримку схеми з сімейства ML-DSA (FIPS-2045), яка пропонує приблизно вдвічі менший розмір публічного ключа та підпису порівняно з SLH-DSA і швидше перевірку, перевищуючи Ed25519. Однак її безпека базується на задачі навчання з помилками (MLWE), що є менш консервативним. Ще одним варіантом є Falcon, який має сумарний розмір публічного ключа та підпису приблизно 1,5 КиБ і швидкість перевірки, що порівнюється або швидша за Ed25519. Недоліки включають залежність від плаваючої точності, що ускладнює реалізацію, та припущення щодо безпеки на основі складності задачі SIS над решітками NTRU, що робить його менш консервативним.

Окреслення транзиту пост-квантових підписів з попереднім розгортанням Devnet на початку наступного року

Один із сценаріїв — CRQC не з’явиться протягом наступних п’яти років, але значна кількість користувачів Aptos прийме схему SLH-DSA. Це може тимчасово знизити ефективність мережі, хоча вплив буде керованим: більш ефективні пост-квантові схеми можна буде впровадити, а газові витрати для SLH-DSA — скоригувати для стимулювання міграції користувачів. Або ж, якщо CRQC з’явиться раніше за очікуване, користувачі вже використовуватимуть пост-квантову схему або швидко перейдуть на неї, коли загроза стане очевидною. Загалом, пропозиція має потенціал захистити мережу від технологічних несподіванок із низьким ризиком негативного впливу на продуктивність, якщо швидко впровадити більш швидкі пост-квантові варіанти.

Запропонована реалізація включає додавання підтримки в крейту aptos-crypto, інтеграцію логіки перевірки підписів з обмеженим доступом у VM Aptos, оновлення SDK для TypeScript для отримання ключів із мнемонік, коригування ціноутворення газу, включення управління ключами через CLI, підтримку індексатора та публікацію документації для розробників. Хоча немає нагальної необхідності розгортати на основних мережах протягом наступного року, попереднє розгортання Devnet заплановано на початок наступного року для тестування та поступового впровадження.