Sonic entwickelt eine quantenfähige Blockchain mit vereinfachter Architektur.

Sonic überarbeitet seine Blockchain-Netzwerkarchitektur, um den Übergang zu quantenresistenter Kryptographie zu vereinfachen. Dieser Ansatz eliminiert die komplexe Signaturaggregation, die in den meisten Proof-of-Stake-Netzwerken verwendet wird.

Wichtigste Erkenntnisse

• Sonic überarbeitet den Proof-of-Stake-Algorithmus, um eine Boneh-Lynn-Shacham-Aggregation zu vermeiden und so Quanten-Upgrades zu vereinfachen.
• Das mit Shors Algorithmus verbundene Risiko treibt den Wandel weg von digitalen Signaturalgorithmen mit elliptischen Kurven hin zu Hash-basierten Verfahren voran.
• Das gerichtete azyklische Graphmodell des Sonic-Konsenssystems kann zu geringeren Upgrade-Kosten führen und somit die Einführung von Post-Quanten-Technologien erleichtern.

Die Bedrohung durch Quantenphysik erfordert einen neuen Ansatz für die Blockchain-Sicherheit

Angesichts wachsender Bedenken hinsichtlich der langfristigen Bedrohung durch Quantencomputer überdenken Blockchain-Entwickler die Grundlagen der Netzwerksicherheit. Sonic, ein Proof-of-Stake-Protokoll, positioniert sich als eines der wenigen Systeme, die sich leichter an eine Welt nach dem Quantenzeitalter anpassen lassen.

Moderne Blockchains basieren maßgeblich auf elliptischer Kurvenkryptographie, um Transaktionen zu sichern und Netzwerkteilnehmer zu verifizieren. Diese Methoden bilden die Grundlage weit verbreiteter Signaturverfahren wie dem Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) und Ed25519. Obwohl sie derzeit noch effektiv sind, könnten sie angreifbar werden, sobald Quantencomputer eine ausreichende Größe erreichen.

Eine Maschine, die Shors Algorithmus ausführen kann, kann diese kryptografischen Annahmen verletzen und Angreifern so ermöglichen, private Schlüssel aus öffentlichen Daten zu extrahieren und Transaktionen zu fälschen. Hash-basierte Funktionen hingegen bleiben weitgehend sicher und sind daher ein zentrales Element von Sicherheitsmodellen der nächsten Generation.

„Ob leistungsstarke Quantencomputer morgen oder erst in 50 Jahren verfügbar sein werden, die Branche muss darauf vorbereitet sein“, sagte Bernhard Scholz, Forschungsdirektor von Sonic.

Die Herausforderung besteht nicht nur im Ersetzen kryptografischer Primitiven, sondern auch in deren Einbettung in bestehende Konsenssysteme. Viele führende Proof-of-Stake-Netzwerke nutzen Signaturaggregationsverfahren wie Boneh-Lynn-Shacham (BLS) oder Schwellenwertsignaturen, um die Stimmen der Validatoren in einem einzigen Beweis zu komprimieren. Diese Verfahren verbessern zwar die Effizienz, basieren aber auf kryptografischen Annahmen, die durch Quantencomputing infrage gestellt werden könnten.

Sie zu ersetzen ist nicht einfach. Post-Quanten-Alternativen, darunter gitter- und hashbasierte Signaturen, sind tendenziell größer und benötigen mehr Rechenressourcen. Zudem fehlen ihnen effiziente Aggregationsmethoden, was den Durchsatz und die Verifizierungskosten erheblich erhöhen kann.

Genau hierin unterscheidet sich Sonics Design. Sein Konsensprotokoll, bekannt als SonicCS, verzichtet auf aggregierte Signaturen. Stattdessen verwendet es eine gerichtete azyklische Graphstruktur, in der jedes Ereignis eine individuelle Signatur trägt, kombiniert mit Hash-Verknüpfungen zu vorherigen Ereignissen.

Das Ergebnis ist ein System, das mit weniger kryptografischen Komponenten auskommt. Der Übergang zu quantenresistenten Standards erfordert den Austausch von Signaturverfahren, ohne die zugrundeliegende Konsenslogik zu verändern.

Sonics Ansatz spiegelt einen breiteren Trend in der Blockchain-Entwicklung wider: die Planung für Risiken, die möglicherweise erst später auftreten. Während praktische Quantenangriffe derzeit noch theoretisch sind, könnten die Kosten für die Aufrüstung großer bestehender Netzwerke hoch sein.

Das Unternehmen erklärte, es werde die Entwicklungen auf dem Gebiet der Post-Quanten-Kryptographie weiterhin beobachten, einschließlich der Arbeit von Normungsgremien und Forschungsbemühungen im Zusammenhang mit großen Ökosystemen wie Ethereum.

Bislang ist die Diskussion weitgehend akademischer Natur. Doch mit der zunehmenden Integration digitaler Vermögenswerte in Finanzsysteme rückt die Stabilität ihrer zugrundeliegenden Infrastruktur immer stärker in den Fokus. In diesem Zusammenhang könnte sich die Fähigkeit zur Anpassung ohne größere Störungen als ebenso wichtig erweisen wie die Sicherheit selbst.