Žaibinei kvantinei gynybai reikia daugiau nei Bitcoin atnaujinimo
Remiantis rugsėjo 12 d. tyrimo išankstiniu spaudiniu, net jei „Bitcoin“ galiausiai pritaikytų grandininių išėjimų post-kvantinę apsaugą, penkioms „Lightning Network“ negrandininės mokėjimo sistemos dalims vis tiek reikės atskirų atnaujinimų.
Straipsnyje siūlomas PQLN, hibridinis postkvantinis plėtinys, įgyvendintas kaip rūdžių ir žaibo tyrimo prototipas. Tai nukreipta į apkalbas, kurios platina mazgų ir kanalų informaciją; užšifruoti lygiaverčiai ryšiai; pasirašytas sąskaitas faktūras ir daugkartinio mokėjimo pasiūlymus; ir svogūnų paketai, slepiantys mokėjimo nukreipimo informaciją.
Šiuo metu „Lightning“ tose funkcijose naudoja „secp256k1“ pagrindu sukurtus ECDSA, „Schnorr“ parašus arba ECDH. PQLN išlaiko klasikinius mechanizmus, pridėdamas ML-DSA parašus prie paskalų, sąskaitų faktūrų ir pasiūlymų. Jis prideda hibridinį ML-KEM raktų keitimą prie transporto, mokėjimo svogūnų ir BOLT 12 privatumo kelių.
Autoriai sukonstravo rūdžių ir žaibo šakutę ir modifikuotą ldk pavyzdžio mazgą. Jų 12 scenarijų matrica nustatė, kad pokvantinės ir vanilės dvejetainiai failai, sukurti iš to paties rūdžių-žaibo pagrindo, gali egzistuoti kartu. Atsižvelgiant į maršrutą ir nustatymus, mišriose sąrankose buvo naudojama klasikinė apsauga arba nepavyko uždaryti.
Toks suderinamumas neužtikrina viso tinklo parengties. Saugyklose programinė įranga apibūdinama kaip tyrimo artefaktas, o tyrimas atidėjo bandymus su kitais „Lightning“ diegimais.
Komunikacija, o ne neapdorotas kriptografinis skaičiavimas, dominavo autorių rezultatuose. Atliekant statinį viso tinklo grafiko sinchronizavimą, numatytasis ML-DSA-44 ir ML-KEM-768 dizainas padidino paskalų atsisiuntimą 10,2 karto, o saugomus grafiko duomenis 8,8 karto, palyginti su vanilla Lightning.
Mažesnė „Falcon“ gauta FN-DSA konfigūracija sumažino atsisiuntimo skaičių iki 4,2 karto, tačiau NIST vis tiek nurodo, kad ši schema yra kuriama, o ne galutinis standartas.
Privatus mokėjimas nukreiptas į kitą pralaidumo baudą. Fiksuotas 21,8 kilobaito postkvantinio šifruoto teksto sąrašas prideda nuo 19 iki 53 milisekundžių vienam šuoliui emuliuotame 10 Mbit/s sparta ir nuo 160 iki 187 milisekundžių vienam šuoliui esant 1 Mbit/s greičiui.
Priešingai, ML-DSA-44 pasirašymas vidutiniškai truko 327 mikrosekundes autorių 16 branduolių AMD Ryzen Threadripper PRO 3955WX darbo stotyje su 64 GB RAM. Šis autoriaus vykdomas, konkrečios aparatinės įrangos primityvus matavimas neturėtų būti skaitomas kaip galutinis mokėjimo delsos laikas.
PQLN taip pat nepaliečia Bitcoin šaknų rizikos. Tai neapsaugo grandininių raktų, apsaugančių finansavimą, įsipareigojimus ir HTLC rezultatus ar baudų operacijas, todėl norint apsaugoti kanalo lėšas, vis tiek reikia pakeisti Bitcoin sluoksnį po kvantinių pokyčių.
Išankstiniame atspaude numatomas būsimas kriptografiškai svarbus kvantinis priešas; ji nepraneša apie dabartinį Bitcoin ar žaibo kvantinį kompromisą. Jo prototipas rodo, kad „Lightning“ apsauga nuo grandinės gali būti išbandyta nepriklausomai nuo „Bitcoin“ atnaujinimo, bet ne tai, kad tinklas yra pasirengęs migruoti. Šiuose eksperimentuose sudėtingas operatyvinis klausimas buvo, kiek papildomų paskalų, saugojimo ir mokėjimo srauto mazgų operatoriai galėtų sugerti.
