XRP Ledgerは量子耐性署名に移行し、楕円曲線の代わりに2.420バイトの証拠を使用します

XRP Ledger (XRPL)は、重要な技術アップグレードの一連をもって年末を迎えます。これは、受け入れの段階と多くの重要な開発マイルストーンを記録した後のことです。

12月24日、XRPL Labsのシニアソフトウェアエンジニア、Denis Angellは、開発者向けのパブリックテストネットAlphaNetに「ポスト量子」暗号とネイティブスマートコントラクト(native smart contract)が統合されたことを発表しました。

「Q-Day」と量子コンピュータからの避けられない脅威

現在のほとんどのブロックチェーン、BitcoinやEthereumを含む、は楕円曲線暗号(ECC)によってユーザー資産を保護しています。

このモデルは、従来のコンピュータでは公開鍵から秘密鍵を逆算することがほぼ不可能であるため安全とされています。しかし、この仮定は古典物理の制約に基づいています。

量子コンピュータは異なる原理で動作し、qubitを用いて複数の状態を同時に処理します。専門家は、十分な計算能力とShorのアルゴリズムを実行できる量子コンピュータが、数秒でECCを破る可能性があると予測しています。この時点を、セキュリティ機関は「Q-Day」と呼んでいます。

AlphaNetのアップデートは、そのリスクに直接対処するために設計されました。Angellは、ネットワークはすでにCRYSTALS-Dilithiumとともに運用されていることを確認しました。

特に、米国国立標準技術研究所(NIST)は最近、このアルゴリズムを標準化し、現在は量子攻撃に対する主要な防御層としてML-DSAと呼ばれています。

Dilithiumをテストネットに統合することで、XRPL Labsは台帳に「ワクチン」を注入し、将来のハードウェア革新に備えています。

ポスト量子アップグレードの解剖

Angellによると、この変更はXRPLのコア構造全体に影響します。AlphaNetは、新たな構成要素：Quantum Accounts、Quantum Transactions、Quantum Consensusを備えて再構築されました。

Quantum Accountsは、ユーザーの身元確認方法を変更します。旧ネットワークでは、秘密鍵と公開鍵の関係は楕円曲線に基づいていました。アップグレードされたAlphaNetでは、この関係は格子理論に基づいています。

ユーザーはDilithiumの鍵ペアを作成し、複雑な数学的構造を形成します。これにより、従来のコンピュータも量子コンピュータも、完全なハードウェアを持っていても秘密鍵を逆算できなくなります。

Quantum Transactionsは資産の移動を保護します。すべてのXRPまたは他のトークンの取引はデジタル署名によって署名される必要があります。新しいプロトコルは、この署名にDilithiumを使用することを義務付けており、システムがユーザーの承認を偽造できないことを保証します。

Quantum Consensusは、ネットワークの「真実」を守る役割を担います。取引の順序を合意するバリデータ（検証者）も、新しい暗号化メカニズムを使用しなければなりません。

もしバリデータが弱い暗号を使い続けると、量子攻撃者はバリデータを偽装し、投票権を奪い、台帳の履歴を書き換えることが可能になります。アップグレードは、すべてのバリデータが安全なチャネルを通じて通信することを義務付け、量子コンピュータに対抗します。

量子耐性の技術的コスト

長期的なセキュリティの利益をもたらす一方で、Dilithiumへの移行にはかなりの運用コストも伴います。

Dilithiumの署名は、ECDSAの署名よりもはるかに大きいです。ECDSAの署名は64バイトですが、Dilithiumの署名は約2,420バイト必要です。

これはネットワークのパフォーマンスに直接影響します。バリデータはより大きなデータブロックを伝送しなければならず、帯域幅の消費と遅延が増加します。台帳の履歴容量も急速に拡大し、ノードのストレージコストも高くなります。

AlphaNetは、このトレードオフに関するデータ収集のためのテスト環境として展開されました。エンジニアチームは、データ増加の条件下でもブロックチェーンがトランザクションスループットを維持できるかどうかを評価します。

台帳があまりにも巨大化すると、独立したバリデータへの参加障壁が高まり、ネットワークの集中化リスクが高まる可能性があります。

プログラミング能力のギャップを縮める

セキュリティの側面に加え、今回のアップデートはXRPLの長年の競争上の弱点も解決します。

長年、XRPLは効率的な支払い処理を行ってきましたが、プログラミング能力に欠けており、EthereumやSolanaのような開発者や流動性を引きつけることができませんでした。

スマートコントラクトは、これらのエコシステムの爆発的な成長を促進し、市場、レンディングプロトコル、自動取引をオンチェーンで直接運用できるようにしました。その結果、EthereumとSolanaは最大のDeFiプラットフォームとなり、総ロックされた価値は1000億ドルを超えています。

以前のXRPLにはこの能力がなく、主に送金に限定されていました。

AlphaNetのネイティブスマートコントラクトは、状況を一変させています。これにより、サイドチェーンや外部フレームワークを必要とせず、直接レイヤー上に構築可能です。

これらのスマートコントラクトは、AMMや分散型取引所、エスクローの仕組みなど、XRPLの既存機能を活用し、支払いを超えたDeFiサービスの展開を可能にします。

これにより、XRPLは新たな方向性を模索でき、スマートコントラクト言語に慣れた開発者の参入障壁を下げ、ネットワークのオンチェーン活動量を競争の軸とすることができるようになります。