1. Вступ
Поява квантових обчислень створює загрозу існування для криптографічних основ сучасної цифрової інфраструктури. Алгоритм Shor, опублікований у 1994 році, надає поліноміальні рішення як для цілочисельної факторизації, так і для проблеми дискретного логарифмування — математичні припущення, що лежать в основі RSA, DSA та криптографії на еліптичних кривих (ECC). Кожна основна криптовалюта, що розгортається сьогодні, включаючи Bitcoin, Ethereum, Monero і Zcash, покладається виключно на ECC для автентифікації транзакцій.
Час для криптографічно релевантних квантових комп’ютерів (CRQC) залишається невизначеним, але траєкторія чітка. Квантова дорожня карта IBM передбачає понад 100 000 систем кубітів до 2033 року. Процесор Willow від Google продемонстрував експоненціальне покращення виправлення помилок у 2024 році. Учасники національних держав підтримують секретні програми з невідомими можливостями. Стратегія «збирай зараз, розшифруй пізніше», коли зловмисники збирають зашифровані дані сьогодні для майбутнього розшифрування, перетворює це з майбутньої проблеми на безпосередню турботу про довгострокове зберігання цінностей.
Існуючі криптовалюти стикаються з серйозною проблемою: модернізація квантового опору вимагає хардфорків, консенсусу зацікавлених сторін і міграції існуючих адрес. Протягом будь-якого перехідного періоду старі адреси залишаються вразливими. Складність підтримки зворотної сумісності під час впровадження нових криптографічних примітивів створює значну поверхню для атаки.
SynX вирішує це, реалізуючи постквантову криптографію від генезису. Для кожної адреси, транзакції та однорангового зв’язку використовуються стандартизовані NIST алгоритми з нульового блоку. Немає застарілої криптографії, яку слід припинити, і ризику міграції. Цей документ містить повну технічну специфікацію протоколу SynX.
1.1 Цілі проектування
SynX було розроблено з такими цілями:
- Квантовий опір: Усі криптографічні операції повинні протистояти атакам як класичних, так і квантових зловмисників, які використовують стандартизовані алгоритми NIST.
- Конфіденційність транзакцій: Суми транзакцій, інформацію про відправника та одержувача мають бути приховані від пасивних спостерігачів.
- Самовладдя: Користувачі повинні підтримувати повний контроль над своїми коштами, не покладаючись на довірених третіх сторін, централізовані біржі чи служби, що вимагають KYC.
- Зручність використання: Гаманець має бути доступним для нетехнічних користувачів із підтримкою кількох мов і стандартними механізмами відновлення.
- Децентралізація: Мережа має протистояти захопленню з боку противників, які мають достатньо ресурсів, завдяки розподіленому консенсусу та роботі вузлів.
1.2 Позначення
У цій статті ми використовуємо такі позначення:
H(·)— BLAKE2b-256 hash functionKDF(·)— Argon2id key derivation functionKyber.KeyGen()— Генерація ключів Kyber-768Kyber.Encaps(pk)— інкапсуляція Kyber-768Kyber.Decaps(sk, ct)— Декапсуляція Kyber-768SPHINCS.KeyGen()— Генерація ключів SPHINCS+-SHAKE-128sSPHINCS.Sign(sk, m)— Генерація підпису SPHINCS+SPHINCS.Verify(pk, m, σ)— Перевірка підпису SPHINCS+||— Конкатенація байтів⊕— Побітове XOR
2. Модель загрози та припущення безпеки
2.1 Можливості супротивника
SynX розроблено для забезпечення безпеки від наступних класів супротивників:
2.1.1 Класичні супротивники
Зловмисники з доступом до довільних класичних обчислювальних ресурсів, включаючи спеціалізоване обладнання (ASIC, FPGA) і розподілені обчислювальні кластери. Це включає акторів національної держави зі значними, але обмеженими обчислювальними бюджетами.
2.1.2 Квантові противники
Зловмисники з доступом до криптографічно релевантних квантових комп’ютерів, здатних запускати алгоритм Shor проти 256-бітних еліптичних кривих і алгоритм Grover для симетричного пошуку ключів. Ми припускаємо, що квантові комп’ютери не можуть ефективно інвертувати стійкі до зіткнень хеш-функції за межами квадратичного прискорення, що забезпечується алгоритмом Grover.
2.1.3 Мережеві зловмисники
Зловмисники, здатні здійснювати пасивне спостереження за всім мережевим трафіком (глобальний пасивний противник), активні атаки типу "людина посередині" на певні з'єднання та аналіз часу трансляцій трансакцій.
2.2 Припущення безпеки
Безпека SynX спирається на такі обчислювальні припущення:
- Твердість по модулю LWE: Проблема модульного навчання з помилками з параметрами, що використовуються в Kyber-768, обчислювально важко вирішити як для класичних, так і для квантових комп’ютерів.
- Безпека хеш-функції: SHAKE256 і Blake2b поводяться як випадкові оракули, забезпечуючи стійкість до зіткнень, стійкість до прообразів і стійкість до другого прообразу проти квантових супротивників (з урахуванням квадратичного прискорення Grover).
- Безпечна випадковість: CSPRNG операційної системи забезпечує 256 біт справжньої ентропії для початкового створення.
SPHINCS+ security reduces entirely to hash function properties — collision and preimage resistance — rather than unproven number-theoretic hardness assumptions. That is a computational guarantee, not an information-theoretic one, but it rests on the most battle-tested primitives in cryptography, which makes it the most conservative choice for long-term security.
2.3 Поза рамками
Наступні загрози вважаються поза сферою дії основного протоколу:
- Злом пристрою користувача через зловмисне програмне забезпечення або фізичний доступ
- Атаки по бічному каналу на певні апаратні реалізації
- Атаки соціальної інженерії на окремих користувачів
- 51% атакує зі стійким контролем надбільшості акцій*
* Протокол передбачає чесну більшість у ставці. Більшість атак економічно перешкоджають через скорочення, але не запобігають криптографічно.
3. Криптографічні основи
3.1 Інкапсуляція ключа Kyber-768
Kyber — це механізм інкапсуляції ключів (KEM), заснований на проблемі навчання модуля з помилками (MLWE). Він був обраний NIST у 2022 році як фіналіст і офіційно стандартизований як FIPS 203 (ML-KEM) у серпні 2024 року після шести років публічної оцінки.
Kyber-768 забезпечує рівень безпеки NIST 3, приблизно еквівалентний AES-192. Схема працює над поліноміальними кільцями R_q = Z_q[X]/(X^n + 1) з n = 256 і q = 3329.
3.1.1 Набір параметрів
| Параметр | Значення | опис |
|---|---|---|
| n | 256 | Степінь полінома |
| k | 3 | Звання модуля |
| q | 3329 | Модуль |
| η₁ | 2 | Параметр шуму (генерація ключів) |
| η₂ | 2 | Параметр шуму (шифрування) |
| Розмір відкритого ключа | 1184 байти | — |
| Розмір секретного ключа | 2400 байт | — |
| Розмір зашифрованого тексту | 1088 байт | — |
| Спільний секрет | 32 байти | — |
3.1.2 Використання в SynX
SynX використовує Kyber-768 для:
- Зв'язок однорангового вузла (обмін ефемерним ключем)
- Зашифрований обмін повідомленнями на ринку P2P
- Деривація скритної адреси (інкапсуляція ключа одержувача)
3.2 Цифрові підписи SPHINCS+
SPHINCS+ is a stateless hash-based signature scheme selected by NIST as a post-quantum signature standard. Unlike lattice-based signatures, SPHINCS+ security relies solely on hash function properties, providing information-theoretic security guarantees.
SynX використовує SPHINCS+-SHAKE-128s, компактний набір параметрів, створюючи 7856-байтні підписи на рівні 1 NIST (128-бітна безпека). 32-байтовий відкритий ключ і 64-байтовий закритий ключ зберігають мінімальний стан гаманця, тоді як підпис містить повний шлях автентифікації Merkle.
3.2.1 Набір параметрів
| Параметр | Значення | опис |
|---|---|---|
| Рівень безпеки | 128-біт (постквантовий) | NIST Рівень 1 |
| Hash function | SHAKE256 | Extendable output function |
| Варіант | 128f (швидкий) | Оптимізовано для швидкості підписання |
| Розмір відкритого ключа | 32 байти | — |
| Розмір секретного ключа | 64 байти | — |
| Розмір підпису | 7856 байт | ~7,7 Кб |
| Час підписання | мілісекунд | Залежить від реалізації |
| Час перевірки | субмілісекунди | Залежить від реалізації |
3.2.2 Структура підпису
SPHINCS+ створює підписи за допомогою гіпердерева дерев Merkle з WOTS+ (одноразові підписи Winternitz) на листках. Властивість без стану досягається за допомогою детермінованого вибору шляху на основі хешу повідомлення, усуваючи вразливості керування станом попередніх схем на основі хешу, таких як XMSS.
3.3 Симетричні примітиви
SynX використовує такі симетричні криптографічні примітиви:
- BLAKE2b-256: Primary hash function for transaction IDs, Merkle trees, and address derivation
- AES-256-GCM: Автентифіковане шифрування для зберігання гаманця та повідомлень P2P
- Argon2id: Виведення жорсткого ключа пам’яті для шифрування гаманця
- SHAKE256: Extendable output function for key expansion and SPHINCS+ internals
All symmetric primitives provide at least 128-bit post-quantum security when accounting for Grover's algorithm quadratic speedup. While BLAKE2b-256 is the primary hash function, nodes support fallback to SHA3-256 for future cryptographic agility.
3.4 Передача секретності
Усі однорангові комунікації використовують ефемерні пари ключів Kyber, що забезпечує ідеальну пряму секретність. Навіть якщо довгострокові ключі скомпрометовані, минулі сеанси залишаються в безпеці. Кожне підключення створює свіжий спільний секрет, який відкидається після використання.
4. Архітектура гаманця
4.1 Генерація вихідного коду та отримання ключів
Створення гаманця відбувається за безпечним багатоетапним процесом для створення вашої унікальної криптографічної ідентифікації:
Весь процес займає приблизно 150 мілісекунд і створює гаманець, повністю захищений як від класичних, так і від квантових атак.
4.2 Відновлення мнемоніки з 25 слів
SynX використовує розширену мнемосхему, сумісну з BIP-39, із 25 словами, що забезпечує 264 біт ентропії (256 біт + 8-бітна контрольна сума). Це перевищує стандартний формат із 24 слів, зберігаючи сумісність із існуючими списками слів апаратного гаманця.
25-те слово має подвійне призначення:
- Додаткова ентропія для збільшення запасу безпеки
- Інтегрована контрольна сума для виявлення помилок
Для відновлення гаманця потрібна лише мнемонічна фраза та необов’язкова парольна фраза. Те саме початкове число детермінованим чином регенерує ідентичні пари ключів Kyber і SPHINCS+.
4.3 Багатомовна підтримка
Гаманець SynX підтримує сім мов для інтерфейсу користувача та мнемонічних списків слів:
| Мова | Код | Список слів |
|---|---|---|
| англійська | en | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
| Іспанська | es | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
| французька | fr | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
| італійська | it | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
| португальська | pt | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
| Японський | ja | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
| корейська | ko | BIP-39 натхненний квантовими вдосконаленнями |
Користувачі можуть створювати та відновлювати гаманці за допомогою будь-якої підтримуваної мови. Ентропія, що лежить в основі, не залежить від мови — гаманець, створений за допомогою англійських слів, можна відновити за допомогою еквівалентних японських слів.
4.4 Експорт обладнання USB
SynX підтримує безпечний експорт облікових даних гаманця на пристрої зберігання даних USB для роботи в повітряному розриві та холодного зберігання.
4.4.1 Формат експорту
Формат експорту використовує автентифіковане шифрування AES-256-GCM із ключами, отриманими від Argon2id. Цілісність файлу перевіряється за допомогою контрольної суми BLAKE2b-256. Конкретні параметри визначаються реалізацією.
4.4.2 Підписання з повітряним проміжком
Експорт USB дозволяє підписувати транзакції в автономному режимі. Непідписані транзакції передаються на машину з повітряним проміжком, підписуються SPHINCS+ і повертаються для трансляції. Приватні ключі ніколи не торкаються пристроїв, підключених до Інтернету.
4.5 Формат адреси
Адреси SynX використовують такий формат:
Адреса отримана з відкритого ключа Kyber-768. Префікс "SX" забезпечує візуальну ідентифікацію, а кодування Base58Check включає 4-байтову контрольну суму для виявлення помилок. Загальна довжина адреси 35 символів.
5. Протокол транзакції
5.1 Структура транзакції
Транзакція SynX містить такі поля:
| Поле | Розмір | опис |
|---|---|---|
| версія | 1 байт | Версія протоколу |
| позначка часу | 8 байт | Мітка часу Unix (мілісекунди) |
| sender_pk | 32 байти | Відкритий ключ SPHINCS+ |
| одержувач | 34 байти | Адреса одержувача (закодована) |
| сума | 8 байт | Сума транзакції (атомні одиниці) |
| гонорар | 8 байт | Плата за мережу |
| один раз | 8 байт | Лічильник транзакцій відправника |
| корисне навантаження | змінна | Додаткові зашифровані дані |
| підпис | 7856 байт | Підпис SPHINCS+ |
5.2 Процес підписання
Коли ви надсилаєте транзакцію, гаманець виконує такі кроки, щоб створити непідробний квантово-стійкий підпис:
Сума, одержувач, комісія та позначка часу поєднуються
Хеш Blake2b створює унікальний 256-бітний ідентифікатор
Підпис на основі хешу підтверджує право власності (~5 мс)
Підписана транзакція надіслана валідаторам
5.3 Перевірка
Вузли перевіряють транзакції:
- Перевірка відправника на достатній баланс (включаючи комісію)
- Перевірка nonce – це саме поточний nonce відправника + 1
- Повторне обчислення хешу транзакцій із серіалізованих даних
- Перевірка підпису SPHINCS+ на відповідність відкритому ключу відправника
- Перевірка часової позначки в допустимих межах (±5 хвилин)
Недійсні транзакції відхиляються та не поширюються.
5.4 Приховані адреси
SynX реалізує змінні адреси запису для конфіденційності одержувачів. Кожна транзакція використовує нову адресу, що не дозволяє спостерігачам пов’язувати платежі з одним одержувачем:
Лише призначений одержувач може ідентифікувати та вимагати вхідні транзакції. Зовнішні спостерігачі бачать непов’язані одноразові адреси без видимого з’єднання.
6. Механізм ставки
6.1 Огляд консенсусу
SynX використовує гібридну консенсусну архітектуру Proof-of-Stake + Proof-of-Work під назвою Synergy Sea. Валідатори стекінгу забезпечують остаточність транзакцій протягом секунди, тоді як майнери забезпечують магістраль безпеки. Виробництво блоків виконується на змінному інтервалі за дизайном: складність SerendipityX постійно зростає, тому розрив між блоками зміщується відповідно до умов мережі, а не цокає до фіксованого годинника. Ця дворівнева конструкція відокремлює обробку транзакцій від виробництва блоків — архітектурний квантовий стрибок, який робить SynX швидшим, ніж Solana для практичної завершеності транзакцій, і не залишає передбачуваної каденції блоків для синхронізації зловмисника.
- Завершеність транзакції менш ніж за секунду через консенсус валідатора ставок
- Змінні інтервали виробництва блоків, що регулюються безперервним зростанням складності, для винагороди за майнінг і безпеки ланцюга
- Енергоефективний стекінговий шар у поєднанні з PoW з пам’яттю (Argon2id, 2 ГБ)
- Економічна безпека через скорочення ставок
- Дворівневий консенсус усуває компроміс між швидкістю та безпекою
6.2 Параметри розбивки
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Мінімальна ставка | 10 SynX |
| Період блокування | 7 днів мінімум |
| Зніміть час відновлення | 24 години |
| Базовий APR | 5% (7 днів) / 6% (14 днів) / 7,77% (30 днів) |
| Різкий пенальті | 5% частки |
| Час блоку | Змінна (за умови складності) |
6.3 Розподіл винагороди
Винагороди за блоки розподіляються пропорційно між стейкерами залежно від їхньої частки загальної пропозиції ставок. Формула винагороди така:
Винагороди нараховуються автоматично, якщо користувач не ініціює зняття.
6.4 Умови розрізання
Стейкери скорочуються (втрачають частину ставки) для:
- Подвійне підписання (створення конфліктних блоків)
- Подовжений час простою (>24 години в автономному режимі)
- Створення недійсних блоків
6.5 Інтерфейс внутрішнього гаманця
Гаманець SynX забезпечує власну функціональність стекінгу без зовнішніх інструментів:
- Виберіть суму для ставки з доступного балансу
- Виберіть період блокування (7, 14 або 30 днів)
- Підтвердити транзакцію (підписано SPHINCS+)
- Відстежуйте винагороди на інформаційній панелі в реальному часі
- Зняти ставку одним натисканням (після відновлення)
7. Алгоритм майнінгу SerendipityX
7.1 Філософія дизайну
SerendipityX is SynX's anti-ASIC mining algorithm, inspired by Monero's RandomX and built on the Argon2id memory-hard function. The name reflects the protocol's core belief: that the discovery of new blocks should be a matter of випадковість—equal opportunity for all participants—not a function of who can deploy the largest server rack.
Майнінг Bitcoin був задуманий як «один CPU, один голос». Сьогодні менше п’яти майнінг-пулів контролюють понад 80% хешрейту Bitcoin, керуючи фермами ASIC розміром зі складом, які споживають більше електроенергії, ніж цілі країни. Децентралізований ідеал був схоплений тими самими централізованими структурами влади, яким він був створений протистояти. SerendipityX був розроблений, щоб зробити це неможливим.
7.2 Технічна основа
SerendipityX побудовано на основі Argon2id, переможця Конкурсу хешування паролів (PHC) і стандартизованого в RFC 9106. Алгоритм забезпечує стійкість ASIC завдяки трьом математичним гарантіям:
| Параметр | Значення | призначення |
|---|---|---|
| Вартість пам'яті (m_cost) | 2 ГБ | Перевершує мобільний пристрій RAM — усуває телефонні ферми та економію ASIC |
| Вартість часу (t_cost) | 3 ітерації | Послідовні проходи запобігають розпаралелюванню |
| Паралелізм (p) | 1 | Усуває багатосмугові вектори оптимізації ASIC |
| Вихідна довжина | 32 байти | 256-бітний хеш, сумісний з ланцюгом Blake2b |
| Режим | Argon2id (гібрид) | Незалежні від даних + залежні від даних проходи для опору бічного каналу |
7.3 Чому стійкість до пам’яті перемагає централізацію ASIC
Мікросхеми ASIC досягають домінування в майнінгу SHA-256 (Bitcoin), заповнюючи мільярди простих хеш-схем на кремнії. Кожна схема є крихітною, дешевою та швидкою. Але SerendipityX вимагає виконання кожного хеш-обчислення 2 ГБ шаблонів доступу до оперативної пам'яті— пам'ять, яку неможливо мініатюризувати, як логічні ворота. Вимогу до 2 ГБ було обрано свідомо: вона перевищує доступний RAM на більшості мобільних телефонів, що запобігає переповненню мережею тисячами недорогих пристроїв китайськими та державними телефонними фермами. Вартість DRAM з високою пропускною здатністю домінує над загальною вартістю мікросхеми, вирівнюючи продуктивність між спеціальними ASIC і споживчими настільними процесорами/графічними процесорами.
Для SHA-256 ASIC досягають 10 000×+ прискорення порівняно з процесорами. Для Argon2id стінка пам’яті обмежує перевагу ASIC приблизно в 1–3 рази, що робить нестандартний кремній економічно невиправданим у масштабі.
7.4 Гібридний консенсус: SerendipityX PoW + ставка (Synergy Sea)
SynX використовує гібридну консенсусну архітектуру PoS+PoW під назвою Synergy Sea. Цей двошаровий дизайн відокремлює обробку транзакцій від виробництва блоків — архітектурний квантовий стрибок, який робить SynX швидшим за Solana для практичної завершеності транзакцій:
- Рівень майнінгу (PoW): Новий SynX викарбуваний через перевірку роботи SerendipityX на змінному інтервалі блоків, перетворюючи електроенергію в джерело, забезпечуючи справедливий розподіл і безпеку ланцюга
- Шар розбивки (PoS): Валідатори стейкингів підтверджують транзакції за менше секунди, забезпечуючи миттєву остаточність незалежно від створення блоку
- Квантовий стрибок: Обробка транзакцій працює незалежно від виробництва блоків. Користувачі відчувають миттєве надсилання незалежно від того, скільки часу потрібно для приземлення поточного блоку. Ось чому SynX швидше, ніж Solana (~400 мс слотів), XRP (3-5 секунд) і будь-який класичний блокчейн — і чому змінний інтервал блокування нічого не коштує користувачеві
- Перехід: Винагороди за майнінг зменшуються вдвічі за графіком, поступово переносячи вагу на ставку
Це означає, що студент із ноутбуком чесно конкурує з державним актором. Жодна окрема організація не може домінувати у виробництві блоків завдяки апаратним перевагам. Протокол забезпечує те, що Bitcoin лише обіцяв: рівну участь у створенні грошей.
8. P2P Escrow Marketplace
8.1 Цілі проектування
Торговий майданчик SynX забезпечує надійну однорангову торгівлю без централізованих посередників або вимог KYC. Ключові властивості:
- Некастодіальне депонування (кошти, заблоковані в смарт-контракті)
- Зашифроване спілкування між сторонами
- Децентралізоване вирішення спорів
- Відсутність впливу хакерів на біржу на контрагента
8.2 Протокол депонування
Система депонування просувається через чітко визначені стани, забезпечуючи захист обох сторін на кожному кроці:
Пропозицію опубліковано
Обидва депоновані
Торг завершено
Залучений арбітр
Кошти повернуто
Кожне умовне депонування включає три сторони: виробника, приймача та арбітра. Для видачі коштів потрібні 2 із 3 підписів, що гарантує, що жодна сторона не зможе вкрасти кошти.
8.3 Торговий потік
- Створення пропозиції: Maker створює пропозицію із зазначенням суми, ціни, способу оплати та часу очікування
- Прийняття пропозиції: Тейкер приймає пропозицію, кошти обох сторін заблоковані на умовному депонуванні 2 з 3
- Оплата: Тейкер надсилає фіатний платіж за допомогою вказаного методу (банк, готівка тощо)
- Підтвердження: Виробник підтверджує отримання, обидва підписують транзакцію випуску
- випуск: Кошти передано отримувачу, торгівля завершена
8.4 Вирішення суперечок
Якщо сторони не погоджуються, кожна з них може передати арбітраж:
- Сторона спору сплачує арбітражний збір (повертається, якщо вона виграє)
- Арбітр переглядає зашифровані докази від обох сторін
- Арбітр підписує транзакцію звільнення для сторони-переможця
- 2 із 3 підписів (арбітр + переможець) вивільняють кошти
Арбітри обираються з децентралізованого пулу на основі репутації та ставки.
8.5 Зашифровані повідомлення
Учасники торгівлі спілкуються через наскрізні зашифровані канали за допомогою обміну ключами Kyber:
Повідомлення шифруються за допомогою AES-256-GCM із використанням спільного секрету, встановленого через Kyber-768. Навіть у разі перехоплення повідомлення не можуть бути прочитані третіми сторонами, включно з операторами мережі.
9. Конфіденційність мережевого рівня
9.1 Інтеграція Tor
Вузли SynX можуть працювати повністю через Tor, забезпечуючи:
- Приховування IP-адреси для трансляцій транзакцій
- Стійкість до аналізу трафіку
- Обхід цензури
Демон підтримує автоматичне встановлення ланцюга Tor і роботу прихованих служб.
9.2 Протокол Dandelion++
Розповсюдження транзакцій використовує Dandelion++ для запобігання деанонімізації на рівні мережі:
- Фаза стебла: Транзакція пересилається випадковим шляхом через вузли
- Фаза пуху: Транзакція широко розповсюджується через стандартні плітки
Це заважає зловмисникам визначити джерело транзакції за допомогою евристики першого побачення.
9.3 Відкриття однолітків
Вузли виявляють однорангових вузлів за допомогою:
- Жорстко закодовані початкові вузли
- Початкові сервери DNS
- Протокол однорангового обміну
- Каталоги прихованих служб Tor
10. Порівняння з традиційними ланцюгами
У наведеній нижче таблиці SynX порівнюється з основними криптовалютами, орієнтованими на конфіденційність, і основними криптовалютами:
| Особливість | Bitcoin | Monero | Zcash | SynX |
|---|---|---|---|---|
| Алгоритм підпису | ECDSA (secp256k1) | EdDSA (Ed25519) | EdDSA/Groth16 | SPHINCS+-128f |
| Обмін ключами | ECDH | X25519 | X25519 | Kyber-768 |
| Квантова стійкість | No | No | No | так |
| Конфіденційність за замовчуванням | No | так | Додатково | так |
| Довірене налаштування | No | No | так | No |
| Середнє Розмір TX | ~250 байт | ~2-3 Кб | ~2 Кб | ~20 Кб |
| Час блоку | ~10 хв | ~2 хв | ~75 сек | ~60 сек |
| TX Finality | ~60 хв | ~20 хв | ~12,5 хв | Під-другий |
| Консенсус | PoW | PoW | PoW | Гібридний PoS+PoW |
| Рідна ставка | No | No | No | так |
| Торговий майданчик P2P | No | No | No | так |
| Багатомовний гаманець | Варіюється | так | Обмежений | 7 мов |
| USB Холодильне зберігання | Через апаратний гаманець | Через апаратний гаманець | Через апаратний гаманець | Рідна |
10.1 Квантовий ризик міграції
Застарілі ланцюги стикаються зі значними проблемами, переходячи до постквантової криптографії:
- Bitcoin: Потрібен хардфорк консенсусу серед децентралізованої спільноти. Перенесення адреси залишає старі виходи P2PKH уразливими. Приблизно понад 4 мільйони BTC на адресах із розкритими відкритими ключами.
- Ethereum: Account abstraction provides upgrade path, but smart contract compatibility is complex. Migration period creates attack window.
- Monero: Кільцеві підписи вимагають ретельного перепроектування для постквантової роботи. Академічні дослідження тривають, але немає графіка розгортання.
- Zcash: zk-SNARK покладаються на поєднання еліптичних кривих. Постквантові SNARK існують, але вони значно більші та повільніші.
SynX не потребує міграції. Усі адреси використовували постквантову криптографію від початку.
11. Аналіз продуктивності
11.1 Контрольні показники
Очікувана продуктивність на звичайному обладнанні:
| Операція | час | Пам'ять |
|---|---|---|
| Генерація гаманця | під-другий | мінімальний |
| SPHINCS+ знак | мілісекунд | мінімальний |
| Перевірити SPHINCS+ | субмілісекунди | мінімальний |
| Kyber інкапсулювати | субмілісекунди | мінімальний |
| Kyber декапсулювати | субмілісекунди | мінімальний |
| Побудова транзакції | мілісекунд | мінімальний |
| Перевірка блоку | під-другий | помірний |
Конкретні таймінги залежать від реалізації та навмисно опущені.
11.2 Масштабованість
SynX розроблено для роботи з високою пропускною здатністю:
- Обмеження розміру блоку: 500 КБ
- Інтервал блоку: змінний, залежний від складності (шар майнінгу)
- Остаточність транзакції: менше секунди (рівень перевірки ставок)
- Цільова пропускна здатність: 2000+ TPS
- Пропускна здатність RPC: 8000 запитів на секунду
Мережа використовує адаптивні механізми спалювання, які масштабуються відповідно до обсягу транзакцій, зберігаючи економічну стабільність навіть на рівні пропускної здатності Solana. Рішення рівня 2 можуть забезпечити додаткову ємність для спеціальних випадків використання.
11.3 Вимоги до зберігання
- Повний вузол (поточний): ~15 ГБ
- Вирізаний вузол: ~5 ГБ
- Лише гаманець: ~100 МБ
12. Майбутня робота
12.1 Розглядається
Наступні функції оцінюються для можливого включення в майбутні версії протоколу:
- Інтеграція апаратного гаманця: Підтримка виділених пристроїв для підпису, що реалізують SPHINCS+
- Мобільний гаманець: Нативні програми для платформ iOS і Android
- Масштабування рівня 2: Конструкції державного каналу для більшої пропускної здатності
- Межланцюгова сумісність: Механізми мостів до зовнішніх мереж
- Конфіденційні транзакції: Приховування сум за допомогою схем після квантових зобов’язань
Терміни впровадження залежать від аудитів безпеки, відгуків спільноти та керування протоколом.
12.2 Активні напрямки досліджень
Наступні теми знаходяться на стадії наукового дослідження, але ще не включені до дорожньої карти:
- Постквантові кільцеві підписи для покращеної конфіденційності відправника
- Конструкції доказу нульового знання на основі решітки
- Квантово-стійка порогова криптографія для умовного депонування
13. Висновок
SynX представляє принципово інший підхід до безпеки криптовалюти. Замість того, щоб спиратися на застарілі криптографічні припущення та планувати майбутні оновлення, SynX реалізує постквантові алгоритми, стандартизовані NIST, починаючи з генезису. Кожен підпис транзакції використовує криптографію на основі хешу SPHINCS+ з теоретичною безпекою інформації. Кожен обмін ключами використовує інкапсуляцію на основі решітки Kyber-768.
Архітектура гаманця надає перевагу як безпеці, так і зручності використання: відновлення мнемоніки з 25 слів, підтримка семи мов, власний експорт USB для підпису з повітряним проміжком і вбудований стейкинг без зовнішніх інструментів. Ринок умовного депонування P2P дозволяє торгувати без довіри без централізованих обмінів або вимог KYC.
Коли з’являться криптографічно релевантні квантові комп’ютери, застарілі ланцюги зіткнуться зі складними міграціями зі значною площею атак. Користувачі SynX не стикаються з таким переходом. Їхні кошти були захищені постквантовою криптографією з першого блоку.
SynX не містить відомих бекдорів, механізмів депонування ключів або функцій доступу правоохоронних органів. Протокол є закрите джерело до висоти блоку 200K і підлягатиме незалежному аудиту після випуску.
Протокол є закрите джерело до висоти блоку 200K, мережа працює, і гаманець доступний для завантаження.
14. Література
- Shor, P. W. (1994). «Алгоритми для квантових обчислень: дискретні логарифми та розкладання на множники». Матеріали 35-го щорічного симпозіуму з основ інформатики. DOI: 10.1109/SFCS.1994.365700
- NIST (2024). «Постквантова криптографія». Національний інститут стандартів і технологій. csrc.NIST.gov/projects/post-quantum-cryptography
- Аванзі Р. та ін. (2021). «CRYSTALS-Kyber: специфікації алгоритму та супровідна документація». NIST Подання PQC. pq-crystals.org/Kyber
- Бернштейн, Д. Дж. та ін. (2019). «SPHINCS+: Подання до проекту NIST Post-Quantum». NIST Подання PQC. SPHINCS.org
- Grover, Л. К. (1996). «Швидкий квантово-механічний алгоритм для пошуку в базі даних». Матеріали 28-го щорічного симпозіуму ACM з теорії обчислень. DOI: 10.1145/237814.237866
- Аумассон, Ж.-П. і Невес, С. (2013). «BLAKE2: простіше, менше, швидше, як MD5». ACNS 2013. blake2.net
- Biryukov, A., Dinu, D., & Khovratovich, D. (2016). "Argon2: the memory-hard function for password hashing and other applications." Змагання з хешування паролів. password-hashing.net
- Фіат, А. і Шамір, А. (1986). «Як підтвердити себе: практичні рішення проблем ідентифікації та підпису». КРИПТО 1986. DOI: 10.1007/3-540-47721-7_12
- Боне, Д. і Шоуп, В. (2023). Випускний курс із прикладної криптографії. Стенфордський університет. toc.cryptobook.us
- Моска, М. (2018). «Кібербезпека в епоху квантових комп’ютерів: чи будемо ми готові?» Безпека та конфіденційність IEEE. DOI: 10.1109/MSP.2018.3761723