Các tính năng của Blockchain bảo mật sau lượng tử

Mật mã học là tập hợp các kỹ thuật toán học cho phép một mạng lưới phi tập trung đồng thuận và xác minh dữ liệu mà không cần tin tưởng vào một cơ quan trung ương. Trong blockchain, bộ công cụ này chủ yếu gồm bốn thành phần: băm (hashing), mật mã khóa công khai (bất đối xứng), chữ ký số và cây Merkle. Mỗi thành phần giải quyết một vấn đề phối hợp khác nhau, và khi kết hợp lại, chúng cho phép những người xa lạ giao dịch với nhau mà không cần ngân hàng, công chứng viên hay nhà vận hành nền tảng đứng ở giữa.

Các hàm băm mật mã như SHA-256 là hàm một chiều: chúng nhận dữ liệu ở bất kỳ kích thước nào và biến đổi thành một dấu vân tay có kích thước cố định, gần như không thể đảo ngược hay giả mạo. Chỉ cần thay đổi một ký tự trong giao dịch, giá trị băm sẽ thay đổi hoàn toàn. Blockchain tận dụng đặc tính này để liên kết các khối với nhau: mỗi tiêu đề khối chứa giá trị băm của khối trước đó, vì vậy bất kỳ nỗ lực nào nhằm thay đổi dữ liệu cũ đều phá vỡ chuỗi băm phía sau và bị phát hiện ngay lập tức.

Mật mã khóa công khai và chữ ký số đảm nhiệm việc cấp quyền. Một ví lưu giữ một khóa riêng tư mà chỉ chủ sở hữu biết, cùng một khóa công khai liên kết về mặt toán học có thể chia sẻ tự do. Chi tiêu tiền đồng nghĩa với việc ký một giao dịch bằng khóa riêng tư. Bất kỳ ai trên mạng lưới sau đó đều có thể dùng khóa công khai để xác minh rằng chữ ký là thật và giao dịch chưa bị thay đổi, mà khóa riêng tư không bao giờ bị lộ ra. Đây chính là cách một mạng lưới có thể chấp thuận một giao dịch chuyển tiền mà không cần ngân hàng kiểm tra giấy tờ tùy thân.

Cây Merkle giải quyết một vấn đề khác: làm thế nào để chứng minh một giao dịch cụ thể đã được đưa vào một khối mà không cần tải xuống toàn bộ khối đó. Các giao dịch được băm theo từng cặp, các giá trị băm đó lại tiếp tục được băm theo từng cặp, và cứ như vậy cho đến khi chỉ còn lại một Merkle root duy nhất trong tiêu đề khối. Một bằng chứng Merkle ngắn gọn, chỉ gồm vài giá trị băm, cho phép một client nhẹ xác minh rằng một giao dịch cụ thể là một phần của root đó, và do đó là một phần của khối, mà không cần giữ toàn bộ bản sao sổ cái.

Kết hợp lại, các kỹ thuật này mang đến cho blockchain ba đặc tính mà nếu không có chúng sẽ cần một bên trung gian đáng tin cậy: tính toàn vẹn, nghĩa là dữ liệu không thể bị âm thầm thay đổi mà không bị phát hiện; tính xác thực, nghĩa là chỉ người nắm giữ khóa riêng tư mới có thể cho phép một khoản chi tiêu; và tính không thể chối bỏ, nghĩa là một hành động đã ký không thể bị chính người ký phủ nhận một cách đáng tin sau này. Chính sự kết hợp đó, niềm tin có thể xác minh được mà không cần người gác cổng trung ương, mới là nền tảng thực sự của những gì người ta gọi là bảo mật blockchain.

Gần như tất cả các blockchain hiện nay đều dựa vào mật mã đường cong elliptic cổ điển, các thuật toán như ECDSA hoặc EdDSA, để tạo ra những chữ ký số đó. Sự phụ thuộc này chính là lớp mà một máy tính lượng tử đủ mạnh cuối cùng có thể làm suy yếu, bởi vì các bài toán khó mà chữ ký đường cong elliptic dựa vào chính là những bài toán mà thuật toán lượng tử về mặt lý thuyết có khả năng giải được. Mật mã hậu lượng tử, được đề cập trong phần còn lại của hướng dẫn này, nên được hiểu là bước tiến hóa tiếp theo của chính những kỹ thuật nền tảng này, chứ không phải một chủ đề tách biệt: nó vẫn giữ nguyên các vai trò tương tự, băm, chữ ký và thiết lập khóa, nhưng thay thế nền toán học bên dưới bằng những phương pháp được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công lượng tử.

Autheo đang phát triển lộ trình xung quanh Kyber, Dilithium và Falcon để nhận dạng, quản lý khóa và công việc ở lớp giao thức trong tương lai. Công việc đó vẫn chưa được tích hợp vào hệ thống đang vận hành. Nó nên được hiểu là một chương trình định hướng và triển khai kiến ​​trúc chứ không phải là một yêu cầu bảo vệ tích cực cho mạng ngày nay.

Hoạt động staking và phí giao dịch hiện đang hoạt động. Mật mã sau lượng tử, TheoID, điện toán, lưu trữ, suy luận AI và THEO AI đang được phát triển và triển khai trong những tháng tới. Công việc thiết kế dự định có thể đánh giá chức năng nào yêu cầu KEM, yêu cầu chữ ký, trong đó chữ ký nhỏ gọn của Falcon có thể phù hợp và cách thức hoạt động của ranh giới nâng cấp và xác minh.

Autheo chạy trên Proof of Autheo, mô hình đồng thuận Hybrid PoA/PoS. Kiến trúc đồng thuận hiện tại của nó khác với lộ trình hậu lượng tử, vì vậy người đọc không nên suy luận rằng mục tiêu PQC trong tương lai đã là một phần của hoạt động xác thực trực tiếp. Nhìn thấyKiến trúc đồng thuận của Autheocho mô hình hiện tại.