Hoe Nervos CKB kwantumresistentie bereikt in het tijdperk van kwantumcomputing

Over CKB en kwantumresistentie – Hoe Nervos Network zich voorbereidt op de kwantumtoekomst

De snelle ontwikkeling van kwantumcomputing begint een reële en urgente bedreiging te vormen voor de huidige cryptografische systemen.

In tegenstelling tot klassieke computers, die werken op binaire bits en astronomische hoeveelheden tijd nodig hebben om cryptografische puzzels op te lossen, gebruiken kwantumcomputers qubits die in superpositie bestaan.

Dit stelt hen in staat om meerdere berekeningen tegelijk uit te voeren en mogelijk veelgebruikte cryptografische algoritmen te breken, inclusief die welke de huidige blockchain-netwerken beveiligen, in een fractie van de tijd.

Protocollen zoals ECDSA en RSA – die ten grondslag liggen aan de beveiliging van Bitcoin en vele andere netwerken – zijn bijzonder kwetsbaar.

Naarmate de kwantummogelijkheden groeien, racen cryptografen en blockchain-ontwikkelaars om verdedigingen te implementeren die netwerken in een post-kwantumwereld zullen beveiligen.

Toonaangevend in deze aanval is het Nervos-netwerk, waarvan de basislaag, CKB (Common Knowledge Base), niet alleen is ontworpen met het oog op flexibiliteit, maar ook met ingebouwde ondersteuning voor kwantumresistente cryptografie.

Het kwantumrisico voor blockchain

De dreiging van kwantumcomputing ligt in het vermogen om de wiskundige problemen te ondermijnen waarvan klassieke cryptografie afhankelijk is.

Twee belangrijke kwantumalgoritmen benadrukken dit risico: het algoritme van Shor en het algoritme van Grover.

Het algoritme van Shor kan grote gehele getallen efficiënt ontbinden en discrete logaritmen oplossen - de wiskundige ruggengraat van RSA en ECDSA.

Als er een voldoende krachtige kwantumcomputer beschikbaar komt, kan deze privésleutels uit openbare sleutels halen, waardoor de kern van cryptografie met openbare sleutels wordt doorbroken.

Dit betekent dat geld dat is opgeslagen op traditionele UTXO-gebaseerde netwerken zoals Bitcoin - waar openbare sleutels worden onthuld zodra de output is uitgegeven - kan worden blootgesteld.

Het algoritme van Grover, hoewel niet zo verwoestend, verzwakt de effectiviteit van op hash gebaseerde algoritmen zoals SHA-256 door hun effectieve beveiliging te halveren.

Dit brengt uitdagingen met zich mee voor PoW-mechanismen (proof-of-work) en Merkle-boomstructuren - beide fundamenteel voor veel blockchain-platforms.

Nu grote technologiebedrijven zoals Google, Microsoft en NVIDIA snelle vooruitgang boeken op het gebied van kwantumcomputing - de 'Willow'-processor van Google die naar verluidt meer dan 100 qubits bereikt - wordt het tijdvenster om je voor te bereiden snel kleiner.

Post-kwantumcryptografie – De basis van defensie Om

kwantumdreigingen voor te blijven, hebben onderzoekers PQC-algoritmen (post-kwantumcryptografie) ontwikkeld die zijn ontworpen om aanvallen van zowel klassieke als kwantumcomputers te weerstaan.

Verschillende families van PQC-algoritmen worden momenteel beoordeeld en gestandaardiseerd door NIST.

Op roosters gebaseerde cryptografie - met name de CRYSTALS-Kyber (ML-KEM) en CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA) schema's - is naar voren gekomen als de koploper vanwege de sterke beveiliging en efficiëntie.

Deze twee algoritmen werden in augustus 203 formeel goedgekeurd als FIPS 2024 en 204.

Op hash gebaseerde algoritmen zoals XMSS en SPHINCS+ bieden sterke theoretische garanties, maar worden geleverd met grotere handtekeningen.

Met name SPHINCS+ heeft aan populariteit gewonnen vanwege het staatloze karakter en de goedkeuring van NIST.

De adoptie is al aan de gang in alle sectoren.

Cloudflare heeft zich er bijvoorbeeld toe verbonden om PQC tegen medio 2025 in zijn wereldwijde infrastructuur in te zetten.

In maart 2025 voegde NIST ook HQC toe als een ander gestandaardiseerd sleutelinkapselingsmechanisme (KEM), waardoor de toolkit voor kwantumresistente systemen verder werd uitgebreid.

De ingebouwde kwantumgereedheid van Nervos CKB

In tegenstelling tot veel legacy blockchains die nauw gekoppeld zijn aan vaste cryptografische primitieven, is Nervos CKB ontworpen met cryptografische behendigheid als kern.

In plaats van alleen te vertrouwen op hard forks om nieuwe cryptografische methoden toe te passen, gebruikt CKB een flexibel scriptsysteem dat is gebouwd op zijn 'cel'-model.

In CKB worden alle activa, inclusief tokens, slimme contracten en gebruikerslogica, opgeslagen als cellen, die programmeerbaar en modulair zijn.

Deze cellen zijn niet hardcoded met een enkele cryptografische standaard.

In plaats daarvan kunnen ze worden bijgewerkt of uitgebreid met nieuwe cryptografische schema's door aangepaste vergrendelingsscripts te schrijven, zonder dat het basisprotocol hoeft te worden gewijzigd.

Dit ontwerp heeft al zijn vruchten afgeworpen: Nervos ondersteunt momenteel SPHINCS+, een door NIST goedgekeurd, stateless, op hash gebaseerd algoritme dat als zeer veilig wordt beschouwd tegen kwantumaanvallen.

Ontwikkelaars kunnen het SPHINCS+ lock-script gebruiken dat beschikbaar is op het CKB-platform om portefeuilles en contracten te maken die tegenwoordig kwantumbestendig zijn.

Deze functie geeft Nervos een voorsprong op de curve. Hoewel de meeste blockchains nog steeds discussiëren over PQC-gereedheid, heeft Nervos het al geïmplementeerd.

Daartoe is er al een self-custody en open-source portemonnee met behulp van het SPHINCS+-algoritme beschikbaar op Nervos (Quantum Purse), waardoor gebruikers de mogelijkheid hebben om hun activa te beschermen met PQC.

De slimme contractomgeving van Nervos – de CKB-VM – is gebaseerd op de RISC-V-instructieset, die crypto-agnostische berekeningen op laag niveau mogelijk maakt.

Ontwikkelaars zitten niet vast aan één taal of algoritme.

Deze flexibiliteit betekent dat wanneer er nieuwe PQC-standaarden ontstaan, deze direct kunnen worden geïmplementeerd in slimme contracten of lockscripts zonder te wachten op een harde protocolvork of VM-herontwerp.

Hybride benaderingen en praktische overgangspaden

Nervos maakt ook hybride cryptografische schema's mogelijk, waarbij zowel klassieke als kwantumresistente algoritmen worden gecombineerd.

Ontwikkelaars kunnen bijvoorbeeld wallets met dubbele handtekening maken die zowel een ECDSA- als een SPHINCS+-handtekening vereisen.

Deze gelaagde aanpak zorgt voor achterwaartse compatibiliteit met de huidige infrastructuur en voegt tegelijkertijd kwantumweerstand toe.

Deze hybride systemen bieden een soepel overgangspad - vooral waardevol in de komende jaren naarmate het PQC-ecosysteem volwassener wordt.

Hoewel het einddoel is om verouderde cryptografie volledig te vervangen, zorgen hybride schema's ervoor dat netwerken in de tussentijd operationeel en veilig blijven.

Uitdagingen en overwegingen

Kwantumresistentie gaat gepaard met compromissen.

Post-kwantumalgoritmen - vooral op hash gebaseerde algoritmen zoals SPHINCS+ - resulteren doorgaans in grotere handtekeninggroottes, soms 10 keer of meer, in vergelijking met ECDSA.

Dit heeft gevolgen voor opslag, bandbreedte en transactiegrootte, die cruciale maatstaven zijn voor de prestaties van blockchain.

De rekenkosten variëren ook. Sommige algoritmen zijn CPU-intensief, wat de validatietijd van transacties kan verlengen.

De modulaire aanpak van Nervos CKB betekent dat ontwikkelaars deze compromissen kunnen testen en optimaliseren in specifieke applicaties, in plaats van gedwongen te worden tot one-size-fits-all upgrades.

De huidige ondersteuning van CKB voor SPHINCS+ stelt ontwikkelaars en onderzoekers in staat om deze uitdagingen in de productie van vandaag te evalueren in plaats van alleen op theorie te vertrouwen.

Conclusie

Quantum computing is niet langer een verre theoretische zorg.

Nu kwantumhardware snel vordert, lopen de cryptografische fundamenten van de huidige blockchain-netwerken een ernstig risico.

Blockchains die uitsluitend afhankelijk zijn van klassieke algoritmen, zoals ECDSA of RSA, worden geconfronteerd met een uiteindelijk en mogelijk catastrofaal compromis.

Het Nervos-netwerk presenteert via zijn CKB-laag een krachtig voorbeeld van vooruitstrevend blockchain-ontwerp.

Met zijn 'cel'-model, RISC-V-gebaseerde VM en ondersteuning voor aangepaste, post-quantum lock scripts zoals SPHINCS+, heeft Nervos al de basis gelegd voor kwantumweerstand.

In tegenstelling tot veel netwerken die enorme revisies of hard forks vereisen om de kwantumtransitie te overleven, is Nervos gebouwd om zich aan te passen.

Of het nu gaat om hybride schema's of volledige PQC-migratie, het biedt ontwikkelaars de tools om nu - en in de post-quantumtoekomst - voorop te blijven lopen.

Raadpleeg deze bronnen om dieper in te gaan op Nervos CKB en kwantumresistentie.

• Quantum Computation – Nieuwe uitdaging voor de beveiliging van CKB – door Zishuang Han, Cryptape
• Quantum Resistance in Blockchains – Preparing for a Post-Quantum Computing World – door Nervos.org

Maak contact met de Nervos-gemeenschap op Discord en Telegram.

The post Hoe Nervos CKB kwantumweerstand bereikt in het tijdperk van kwantumcomputing verscheen eerst op The Daily Hodl.