معرفی طرح پیشنهادی آپتوس برای مقابله با تهدیدات محاسبات کوانتومی
آپتوس (Aptos) با معرفی AIP-137، SLH-DSA-SHA2-128s را به عنوان اولین طرح امضای پساکوانتومی خود معرفی کرد تا در برابر تهدیدات محاسبات کوانتومی آینده محافظت ایجاد کند.
این پیشنهاد که توسط آلین تومسکو، رئیس رمزنگاری آزمایشگاه‌های آپتوس، تهیه شده است، با هدف آماده‌سازی شبکه برای رایانه‌های کوانتومی که از نظر رمزنگاری مهم هستند، قبل از تبدیل شدن به یک نگرانی فوری، ارائه شده است.
این ابتکار در حالی مطرح می‌شود که محاسبات کوانتومی از حدس و گمان‌های نظری به واقعیت ملموس تبدیل می‌شود، به طوری که IBM در مورد مسیرهای مقیاس‌پذیری بحث می‌کند و NIST استانداردهای نهایی پساکوانتومی را منتشر می‌کند.
در حالی که کارشناسان در مورد اینکه آیا تهدیدات کوانتومی در پنج یا پنجاه سال آینده محقق خواهند شد یا خیر، بحث می‌کنند، آپتوس آماده‌سازی محافظه‌کارانه را به جای تلاش واکنشی انتخاب کرده است.
اولویت‌بندی امنیت بر کارایی
AIP-137 با انتخاب SLH-DSA-SHA2-128s، یک طرح امضای مبتنی بر هش بدون حالت که توسط NIST به عنوان FIPS 205 استاندارد شده است، امنیت را بر کارایی اولویت می‌دهد.
این طرح منحصراً به SHA-256، یک تابع هش که در حال حاضر در سراسر زیرساخت‌های آپتوس تعبیه شده است، متکی است و نیازی به فرضیات رمزنگاری جدید ندارد.
این رویکرد محافظه‌کارانه به شکست‌های گذشته در رمزنگاری پساکوانتومی می‌پردازد، جایی که طرح‌هایی مانند Rainbow، یک فینالیست NIST مبتنی بر رمزنگاری چند متغیره، در سال 2022 به طور کامل بر روی لپ‌تاپ‌های معمولی شکسته شدند.
آپتوس با تکیه بر توابع هش اثبات‌شده به جای فرضیات ریاضی عجیب و غریب، خطر حملات کلاسیک را که طرح‌های به ظاهر امن کوانتومی را شکست می‌دهند، به حداقل می‌رساند.
مبادله بین اندازه و سرعت
مبادله بین اندازه و سرعت وجود دارد. امضاها 7856 بایت اندازه خواهند داشت که 82 برابر بزرگتر از Ed25519 است، در حالی که تأیید تقریباً 294 میکروثانیه طول می‌کشد که تقریباً 4.8 برابر کندتر است.
این هزینه‌های عملکردی عمدی هستند و زیان‌های کارایی را در ازای تضمین‌های امنیتی آهنین می‌پذیرند که فرضیات رمزنگاری آزمایش‌نشده را به سیستم وارد نمی‌کنند.
طرح‌های جایگزین مانند ML-DSA امضاهای کوچکتر و تأیید سریع‌تری ارائه می‌دهند، اما به سختی مشکلات شبکه ساختاری متکی هستند و فرضیات ریاضی جدیدی را معرفی می‌کنند.
Falcon عملکرد بهتری را با امضاهای فشرده در حدود 1.5 کیلوبایت ارائه می‌دهد، اما به محاسبات ممیز شناور نیاز دارد که باعث می‌شود پیاده‌سازی مستعد خطا باشد.
آپتوس این بهینه‌سازی‌های تهاجمی را برای پیشنهادات آینده پس از اینکه SLH-DSA یک خط پایه محافظه‌کارانه ایجاد کرد، در نظر گرفته است.
رویکرد تدریجی و سازگاری با صنعت
این پیشنهاد صراحتاً از مهاجرت اجباری اجتناب می‌کند و Ed25519 را به عنوان طرح امضای پیش‌فرض حفظ می‌کند، در حالی که SLH-DSA را به عنوان یک لایه اختیاری معرفی می‌کند که حاکمیت می‌تواند در صورت لزوم فعال کند.
کاربرانی که به اطمینان‌های پساکوانتومی نیاز دارند می‌توانند این طرح را به طور انتخابی بدون ایجاد اختلال در شبکه گسترده‌تر اتخاذ کنند.
این رویکرد سنجیده با دیدگاه‌های گسترده‌تر صنعت در مورد آمادگی کوانتومی همسو است.
مایکل سیلور، بنیانگذار MicroStrategy، اخیراً استدلال کرد که «محاسبات کوانتومی بیت‌کوین را نمی‌شکند – آن را سخت‌تر می‌کند»، و نشان می‌دهد که شبکه‌هایی که به طور فعال ارتقا می‌دهند، شاهد بهبود امنیت خواهند بود، در حالی که پویایی عرضه با منجمد ماندن سکه‌های از دست رفته، سفت‌تر می‌شود.
دیدگاه او منعکس‌کننده اجماع فزاینده‌ای است مبنی بر اینکه تهدیدات کوانتومی، اگرچه جدی هستند، فرصت‌هایی را برای شبکه‌هایی که برای تکامل بنیادهای رمزنگاری خود آماده هستند، ارائه می‌دهند.
پیاده‌سازی و جدول زمانی
برای آپتوس، پیاده‌سازی شامل پرچم‌های ویژگی است که امکان استقرار کنترل‌شده در سراسر اعتبارسنجی‌ها، ایندکس‌کننده‌ها، کیف پول‌ها و ابزارهای توسعه را فراهم می‌کند.
راه‌اندازی مرحله‌ای به اکوسیستم زمان می‌دهد تا زیرساخت‌ها را قبل از اینکه رایانه‌های کوانتومی قادر به شکستن رمزنگاری فعلی شوند، تطبیق دهد.
این پیشنهاد، اضطراب گسترده‌تری را در صنعت رمزنگاری در مورد جدول زمانی محاسبات کوانتومی منعکس می‌کند.
آناتولی یاکوونکو، هم‌بنیانگذار سولانا، اخیراً هشدار داد که بیت‌کوین 50 درصد شانس دارد که در عرض پنج سال با پیشرفت‌های کوانتومی مواجه شود و خواستار پذیرش سریع‌تر طرح‌های مقاوم در برابر کوانتوم شد، زیرا شتاب هوش مصنوعی، جدول زمانی توسعه را فشرده می‌کند.
کارشناسان تخمین می‌زنند که 30 درصد از عرضه بیت‌کوین، تقریباً 6 تا 7 میلیون بیت‌کوین به ارزش صدها میلیارد دلار، در قالب آدرس‌های قدیمی‌تر که کلیدهای عمومی را مستقیماً در معرض دید قرار می‌دهند، آسیب‌پذیر باقی می‌ماند.
غول‌های فناوری با جدول زمانی تهاجمی به سمت برتری کوانتومی در حال رقابت هستند. IBM قصد دارد تا پایان دهه، تراشه‌های 100000 کیوبیتی بسازد، در حالی که PsiQuantum یک میلیون کیوبیت فوتونی را در همان بازه زمانی هدف قرار داده است.
مایکروسافت ادعا می‌کند که محاسبات کوانتومی اکنون «سال‌ها، نه دهه‌ها» فاصله دارد، پس از پیشرفت‌های اخیر در تراشه، در حالی که تراشه Willow گوگل مشکلاتی را در پنج دقیقه حل کرد که برای رایانه‌های کلاسیک میلیاردها سال طول می‌کشد.
گوین برنن از دانشگاه مک‌کواری به Cryptonews گفت که تخمین‌ها برای شکستن امضاهای منحنی بیضوی 256 بیتی از نیاز به 10 تا 20 میلیون کیوبیت به حدود یک میلیون کاهش یافته است.
برنن گفت: «یک جدول زمانی محتمل برای شکستن امضاهای دیجیتال 256 بیتی تا اواسط دهه 2030 است.»
چشم‌انداز دارایی دیجیتال 2026 Grayscale نیز محاسبات کوانتومی را به عنوان یک چالش رمزنگاری بلندمدت تأیید کرد، اما تأثیرات قیمتی کوتاه‌مدت را رد کرد و خاطرنشان کرد که رایانه‌های کوانتومی مرتبط با رمزنگاری قبل از سال 2030 بعید به نظر می‌رسند.
با این حال، مدیر دارایی تأکید کرد که اکثر بلاک‌چین‌ها در نهایت به ارتقاهای پساکوانتومی نیاز خواهند داشت، زیرا این فناوری به سمت قابلیت دوام عملی پیش می‌رود.
