Hvordan Nervos CKB oppnår kvantemotstand i kvanteberegningens tidsalder

Om CKB og kvanteresistens – Hvordan Nervos Network forbereder seg på kvantefremtiden

Den raske utviklingen av kvantedatabehandling begynner å utgjøre en reell og presserende trussel mot dagens kryptografiske systemer.

I motsetning til klassiske datamaskiner, som opererer på binære biter og krever astronomiske mengder tid for å løse kryptografiske gåter, bruker kvantedatamaskiner qubits som eksisterer i superposisjon.

Dette lar dem utføre flere beregninger samtidig og potensielt bryte mye brukte kryptografiske algoritmer, inkludert de som sikrer dagens blokkjedenettverk, på en brøkdel av tiden.

Protokoller som ECDSA og RSA – som ligger til grunn for sikkerheten til Bitcoin og mange andre nettverk – er spesielt sårbare.

Etter hvert som kvantekapasiteten vokser, kappes kryptografer og blokkjedeutviklere om å implementere forsvar som vil sikre nettverk i en post-kvanteverden.

I spissen for denne ladningen er Nervos Network, hvis grunnleggende lag, CKB (Common Knowledge Base), er designet ikke bare med fleksibilitet i tankene, men med innebygd støtte for kvantebestandig kryptografi.

Kvanterisikoen for blokkjede

Quantum computings trussel ligger i dens evne til å undergrave de matematiske problemene som klassisk kryptografi er avhengig av.

To store kvantealgoritmer fremhever denne risikoen – Shors algoritme og Grovers algoritme.

Shors algoritme kan effektivt faktorisere store heltall og løse diskrete logaritmer – den matematiske ryggraden i RSA og ECDSA.

Hvis en tilstrekkelig kraftig kvantedatamaskin blir tilgjengelig, kan den trekke ut private nøkler fra offentlige, og bryte kjernen i kryptografi med offentlige nøkler.

Dette betyr at midler som er lagret på tradisjonelle UTXO-baserte nettverk som Bitcoin – der offentlige nøkler avsløres når utdata er brukt – kan bli avslørt.

Grovers algoritme, selv om den ikke er like ødeleggende, svekker effektiviteten til hash-baserte algoritmer som SHA-256 ved å halvere deres effektive sikkerhet.

Dette byr på utfordringer for PoW-mekanismer (proof-of-work) og Merkle-trestrukturer – begge grunnleggende for mange blokkjedeplattformer.

Med store teknologiselskaper som Google, Microsoft og NVIDIA som gjør raske fremskritt innen kvantedatabehandling – Googles «Willow»-prosessor som angivelig treffer over 100 qubits – lukkes tidsvinduet for å forberede seg raskt.

Post-kvantekryptografi – Grunnlaget for forsvar

For å ligge i forkant av kvantetrusler har forskere utviklet PQC-algoritmer (post-kvantekryptografi) designet for å motstå angrep fra både klassiske datamaskiner og kvantedatamaskiner.

Flere familier av PQC-algoritmer er for tiden under gjennomgang og standardisering av NIST.

Gitterbasert kryptografi – spesielt CRYSTALS-Kyber (ML-KEM) og CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA)-ordningene – har dukket opp som frontløperen på grunn av sin sterke sikkerhet og effektivitet.

Disse to algoritmene ble formelt godkjent som FIPS 203 og 204 i august 2024.

Hash-baserte algoritmer som XMSS og SPHINCS+ gir sterke teoretiske garantier, men kommer med større signaturstørrelser.

Spesielt SPHINCS+ har fått gjennomslag på grunn av sin statsløse natur og NIST-godkjenning.

Adopsjon er allerede i gang på tvers av bransjer.

Cloudflare, for eksempel, har forpliktet seg til å distribuere PQC på tvers av sin globale infrastruktur innen midten av 2025.

I mars 2025 la NIST også til HQC som en annen standardisert nøkkelinnkapslingsmekanisme (KEM), noe som ytterligere utvider verktøykassen for kvantebestandige systemer.

Nervos CKBs innebygde kvanteberedskap

I motsetning til mange eldre blokkjeder som er tett koblet til faste kryptografiske primitiver, ble Nervos CKB konstruert med kryptografisk smidighet i kjernen.

I stedet for å stole utelukkende på harde gafler for å ta i bruk nye kryptografiske metoder, bruker CKB et fleksibelt skriptsystem bygget på sin "celle"-modell.

I CKB lagres alle eiendeler, inkludert tokens, smarte kontrakter og brukerlogikk som celler, som er programmerbare og modulære.

Disse cellene er ikke hardkodet med en enkelt kryptografisk standard.

I stedet kan de oppdateres eller utvides med nye kryptografiske skjemaer ved å skrive tilpassede låseskript, uten å måtte endre basisprotokollen.

Denne designen har allerede båret frukter – Nervos støtter for tiden SPHINCS+, en NIST-godkjent, statsløs hash-basert signaturalgoritme som anses som svært sikker mot kvanteangrep.

Utviklere kan bruke SPHINCS+-låseskriptet som er tilgjengelig på CKB-plattformen for å lage lommebøker og kontrakter som er kvantebestandige i dag.

Denne funksjonen setter Nervos i forkant. Mens de fleste blokkjeder fortsatt diskuterer PQC-beredskap, har Nervos allerede implementert det.

For dette formål er en selvforvarings- og åpen kildekode-lommebok ved hjelp av SPHINCS+-algoritmen allerede tilgjengelig på Nervos (Quantum Purse), noe som gir brukerne muligheten til å beskytte eiendelene sine med PQC.

Nervos' smarte kontraktsmiljø – CKB-VM – er basert på RISC-V-instruksjonssettet, som muliggjør kryptoagnostisk beregning på lavt nivå.

Utviklere er ikke låst til et enkelt språk eller algoritme.

Denne fleksibiliteten betyr at etter hvert som nye PQC-standarder dukker opp, kan de implementeres direkte i smarte kontrakter eller låseskript uten å vente på en hard protokollgaffel eller VM-redesign.

Hybride tilnærminger og praktiske overgangsveier

Nervos muliggjør også hybride kryptografiske skjemaer, som kombinerer både klassiske og kvanteresistente algoritmer.

For eksempel kan utviklere konstruere lommebøker med dobbel signatur som krever både en ECDSA og en SPHINCS+-signatur.

Denne lagdelte tilnærmingen gir bakoverkompatibilitet med gjeldende infrastruktur samtidig som den legger til kvantemotstand.

Disse hybridsystemene tilbyr en jevn overgangsvei – spesielt verdifull i de kommende årene etter hvert som PQC-økosystemet modnes.

Selv om sluttmålet er fullstendig erstatning av eldre kryptografi, lar hybridordninger nettverk forbli operative og sikre i mellomtiden.

Utfordringer og betraktninger

Kvanteresistens kommer med avveininger.

Postkvantealgoritmer – spesielt hash-baserte som SPHINCS+ – resulterer vanligvis i større signaturstørrelser, noen ganger 10 ganger eller mer, sammenlignet med ECDSA.

Dette påvirker lagring, båndbredde og transaksjonsstørrelse, som er kritiske beregninger for blokkjedeytelse.

Beregningskostnadene varierer også. Noen algoritmer er CPU-intensive, noe som kan øke transaksjonsvalideringstiden.

Nervos CKBs modulære tilnærming betyr at utviklere kan teste og optimalisere disse avveiningene i spesifikke applikasjoner, i stedet for å bli tvunget til oppgraderinger som passer alle.

CKBs nåværende støtte til SPHINCS+ gjør det mulig for utviklere og forskere å evaluere disse utfordringene i produksjon i dag i stedet for å stole på teori alene.

Konklusjon

Kvanteberegning er ikke lenger et fjernt teoretisk anliggende.

Med kvantemaskinvare som utvikler seg raskt, er det kryptografiske grunnlaget for dagens blokkjedenettverk i alvorlig fare.

Blokkjeder som utelukkende er avhengige av klassiske algoritmer, som ECDSA eller RSA, står overfor et eventuelt og potensielt katastrofalt kompromiss.

Nervos Network, gjennom sitt CKB-lag, presenterer et kraftig eksempel på fremtidskompatibel blokkjededesign.

Med sin "celle"-modell, RISC-V-baserte VM og støtte for tilpassede post-kvantelåsskript som SPHINCS+, har Nervos allerede lagt grunnlaget for kvanteresistens.

I motsetning til mange nettverk som vil kreve massive overhalinger eller harde gafler for å overleve kvanteovergangen, er Nervos bygget for å tilpasse seg.

Enten det er gjennom hybride ordninger eller full PQC-migrering, gir det utviklere verktøyene for å ligge i forkant nå – og i fremtiden etter kvante.

For å dykke dypere inn i Nervos CKB og kvanteresistens, se disse ressursene.

• Quantum Computation – Ny utfordring til CKBs sikkerhet – av Zishuang Han, Cryptape
• Quantum Resistance in Blockchains – Preparing for a Post-Quantum Computing World – av Nervos.org

Få kontakt med Nervos-fellesskapet på Discord og Telegram.

Innlegget Hvordan Nervos CKB oppnår kvanteresistens i kvantedatabehandlingens tidsalder dukket først på The Daily Hodl.