BNBスマートチェーンはスループットが50%低下しても量子耐性のある暗号が機能することを示す

BNB Smart Chainの開発陣は、耐量子暗号がライブのブロックチェーン・アーキテクチャ上でもすでに機能し得ることを示してきた。もっとも、その移行には取引サイズとスループットにおける大きなトレードオフが伴う。今回の調査結果は、ネットワークが最終的に量子コンピューティングがもたらす長期的なリスクに適応していく可能性を浮き彫りにしている。

• 重要ポイント:
• • BNB Smart Chainは、量子脅威への備えとしてU.S. National Institute of Standards and Technologyに裏付けられたML-DSA-44をテストした。
• • ポスト量子の取引がオンチェーンで2.5KBまで増加したことで、BNBのスループットは40%〜50%低下した。
• • BNBの開発者は、ブロックチェーンのセキュリティ基準が進化する中で、長期的な量子レジリエンスを目指している。

BNB Smart Chainは量子セキュリティのテストを前進させる

BNB Smart Chainの開発者は、量子耐性のある暗号技術の大規模テストを完了した。これにより、ブロックチェーン・ネットワークが、量子コンピューティングが現実的な脅威になる前に、脆弱な暗号化システムから移行できることを示す、これまでで最も明確なデモの一つを提供している。

この研究は、現在取引の保護やバリデータのコンセンサスを担っている暗号アルゴリズムを、U.S. National Institute of Standards and Technologyにより標準化されたポスト量子の代替案に置き換えることに焦点を当てている。

専門家の多くは、現代のブロックチェーン暗号を破れる量子コンピュータはまだ何年も先だという点で広く同意している。しかし業界は、ECDSAやBLS署名のような現在の仕組みが、もはや安全ではなくなるかもしれない将来に備え始めている。量子コンピューティング手法であるショアのアルゴリズムは、主要なブロックチェーンの多くで土台となっている楕円曲線暗号を理論上は破壊し得る。

BNB Smart Chainの提案では、従来の取引署名をML-DSA-44に置き換える。ML-DSA-44は、NISTのFIPS 204フレームワークの下で標準化された格子ベースの署名アルゴリズムである。コンセンサス層の投票集約は、同時にpqSTARKの証明を用いてアップグレードされる。

この変更は量子攻撃に対する理論上の耐性を大幅に高める一方で、今日のブロックチェーン基盤が抱える実用上の制約も露呈させている。

新しいフレームワークでは、平均的な取引サイズが約110バイトから約2.5キロバイトへと増加する。ネットワークレベルでは、同等の取引負荷においてブロックサイズが約130キロバイトから、ほぼ2メガバイトへと拡大する。

テストでは、スループットがワークロード条件に応じて40%〜50%の範囲で低下した。より大きなブロックが、地理的に分散したバリデータノード間で伝播するのにより多くの時間を要したため、リージョン間の性能に最も大きな影響が出た。

それでも開発者は、この結果により、現在の標準とインフラを使って量子セーフな移行が技術的に可能であることが示されたと述べた。

量子テストは既存のブロックチェーン・アーキテクチャとの互換性を維持する

主要なブレークスルーの一つは、コンセンサス層にあった。個々のポスト量子署名は既存の暗号署名よりもはるかに大きいとはいえ、pqSTARKの圧縮による集約がバリデータ間の通信オーバーヘッドを、扱える範囲に抑え込んだ。

一例として、6つのバリデータ署名の合計が14.5キロバイトだったものが、約340バイトの証明に圧縮され、約43対1の圧縮率が得られた。

提案はまた、既存のブロックチェーン・ツールとの互換性も維持している。ウォレットアドレスは20バイトのままで、keccak-256の形式に依存し続けるため、多くのウォレット、SDK、RPCインフラは大規模な再設計を必要としないはずだ。

開発者は効率面の懸念から、より大きなセキュリティ・バリアントではなくML-DSA-44を選んだ。より強力な版はより高い理論上の保護を提供する一方で、さらに大きな署名を生成し、それがスループットを一層低下させる。研究者らは、暗号学的に重要な量子コンピュータが少なくとも10年は先にあるという推定を踏まえると、ML-DSA-44が十分なセキュリティ余裕を提供すると結論づけた。

この取り組みは、ブロックチェーンのネットワークが量子耐性モデルの下で既存のアーキテクチャがどう機能するかを評価する中で、長期的な暗号へと向かう業界のシフトが拡大していることを反映している。