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Erschienen in:

2025 | OriginalPaper | Buchkapitel

Enabling a Smooth Migration Towards Post-Quantum Security for Ethereum

verfasst von : Xinxin Fan, Teik Guan Tan, Nicholas Ho, Shi Hong Choy

Erschienen in: Blockchain – ICBC 2024

Verlag: Springer Nature Switzerland

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Abstract

Digital signatures based on Elliptic Curve Digital Signing Algorithm (ECDSA) are widely used in Ethereum to secure transactions and Proof-of-Stake (PoS) consensus protocols. However, those digital signatures are vulnerable to quantum computing and therefore endanger the security of Ethereum and its millions of users’ crypto assets. Based on the previous work in [16, 17], we present two proposals for a smooth migration of Ethereum towards post-quantum security in this paper. While the first proposal introduces a new Ethereum transaction type to encapsulate a quantum-safe zero-knowledge proof, the second one further improves system scalability via proof aggregation and zero-knowledge rollups. Our proposals only introduce minimal changes to the software running on Ethereum validators and clients, thereby achieving great backward compatibility. We report our initial evaluation results of the two proposals on Microsoft’s Azure cloud platform and highlight the key observations, in the area of improving proof generation timing and proof sizes, for deploying our solutions in practice.

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Fußnoten
1
Collapsing hash functions are defined to be collision-resistant in the face of quantum attacks.
 
3
The user can use the mnemonic code and follow the key derivation process as specified in BIP-32 to obtain the pre-image of the last hash function.
 
Literatur
7.
Zurück zum Zitat Giacomelli, I., Madsen, J., Orlandi, C.: \(\{\)ZKBoo\(\}\): faster \(\{\)Zero-Knowledge\(\}\) for boolean circuits. In: 25th Usenix Security Symposium (Usenix Security 2016), pp. 1069–1083 (2016) Giacomelli, I., Madsen, J., Orlandi, C.: \(\{\)ZKBoo\(\}\): faster \(\{\)Zero-Knowledge\(\}\) for boolean circuits. In: 25th Usenix Security Symposium (Usenix Security 2016), pp. 1069–1083 (2016)
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Metadaten
Titel
Enabling a Smooth Migration Towards Post-Quantum Security for Ethereum
verfasst von
Xinxin Fan
Teik Guan Tan
Nicholas Ho
Shi Hong Choy
Copyright-Jahr
2025
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-77095-1_1