ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้เริ่มมีบทบาทสำคัญในด้านการเข้ารหัสและความปลอดภัย ซึ่งถือเป็นความท้าทายที่ใหญ่หลวงสำหรับบล็อกเชนอย่าง Ethereum เนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีศักยภาพในการถอดรหัสที่ซับซ้อนด้วยความเร็วที่เหนือกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป อาจกระทบต่อระบบความปลอดภัยที่ Ethereum พึ่งพาอยู่
ดังนั้น การพัฒนาลายเซ็นหลังยุคควอนตัม (post-quantum signature schemes) จึงเป็นสิ่งที่จำเป็นเร่งด่วนเพื่อป้องกันการโจมตีที่อาจเกิดขึ้นและรักษาความมั่นคงของระบบนิเวศ Ethereum ในอนาคต
ในงาน Devcon 7 ที่จัดขึ้น ณ ศูนย์ประชุมสิริกิติ์ในวันนี้ Pierre Daix-Moreux นักวิจัยและวิศวกรเข้ารหัสของมูลนิธิ Ethereum ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีลายเซ็นที่สามารถรองรับยุคควอนตัม โดยเฉพาะเพื่อรับมือกับปัญหา “discrete logarithm problem” ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของระบบเข้ารหัสที่บล็อกเชนหลายแห่งพึ่งพาอยู่
อัลกอริทึมของ Peter Shor ที่พัฒนาขึ้นในปี 1994 แสดงให้เห็นว่า การเข้ารหัสแบบ elliptic-curve cryptography (ECC) ซึ่ง Ethereum ใช้งานอยู่นั้น มีความเสี่ยงต่อการถูกโจมตีจากควอนตัมคอมพิวเตอร์ แม้ว่าฟังก์ชันแฮชจะยังคงปลอดภัย แต่ส่วนประกอบอื่น ๆ อย่าง ECC ยังต้องการมาตรการป้องกันเพิ่มเติม
ความท้าทายสำคัญในการปกป้อง Ethereum หลังยุคควอนตัมคือ การพัฒนาเทคโนโลยีการเข้ารหัสที่ตอบสนองความต้องการของระบบ โดยต้องรองรับทั้งส่วนของ consensus layer และ execution layer โดยที่ Ethereum ยังคงต้องรักษาความปลอดภัยและการกระจายศูนย์โดยไม่เพิ่มภาระฮาร์ดแวร์ให้กับ Node ของผู้ใช้งานจนเกินไป ซึ่งปัจจุบันนักพัฒนากำลังวิจัยและทดลองวิธีการเข้ารหัสที่มีประสิทธิภาพใหม่ ๆ ดังต่อไปนี้
วิธีรับมือในปัจจุบันและแนวทางการทดลอง
1.ลายเซ็นที่ใช้ Lattice-Based : ได้รับการยอมรับเป็นมาตรฐานจาก NIST ลายเซ็นเหล่านี้มีความรวดเร็วและปลอดภัย แต่มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นซึ่งอาจต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลมากขึ้น
2.การรวมลายเซ็นแบบ Hash-Based และ Stack-Based Aggregation : รูปแบบเหล่านี้ทนทานต่อการโจมตีจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมและมีการรวมลายเซ็น ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญของ Ethereum
ในอนาคตของ Ethereum หลังยุคควอนตัม ความท้าทายยังคงมีอยู่ เนื่องจากเราไม่สามารถระบุเวลาที่แน่นอนได้ว่าเมื่อใดคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะพัฒนามาจนถึงจุดที่เป็นภัยคุกคามอย่างแท้จริง
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยของ Ethereum ได้เริ่มเตรียมความพร้อมไว้ล่วงหน้า เช่น แนวคิด “quantum canaries” ที่จะใช้เป็นตัวบ่งชี้ว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมพร้อมที่จะทำลายระบบเข้ารหัสหรือไม่ หากปริศนานี้ถูกแก้ไข นั่นจะเป็นสัญญาณเตือนให้ Ethereum ปรับมาใช้เทคโนโลยีหลังยุคควอนตัมในทันที