Ana içeriğe geç

Kuantum Sonrası İmzalama

qorechain-pqc, QoreChain'in arkasındaki açık kaynaklı, yalnızca standartlara dayalı kuantum sonrası kriptografi kütüphanesidir. Cüzdanlara, entegratörlere ve araçlara, zincirin kullandığı primitiflerin tam olarak aynısını sunar — altı dilde, tek bir tutarlı API ile ve ortak bir diller arası test vektörü paketine karşı bayt uyumluluğu kanıtlanmış olarak.

Kütüphane, nihai NIST standartlarının denetlenmiş uygulamalarını sarmalar. Özel bir şema icat etmez: standart dışı bir varyant, birlikte çalışabilirliği bozan şeyin ta kendisidir (bir yerde üretilen imza başka bir yerde doğrulanamaz). Her binding aynı vektörlere karşı doğrulanır; böylece bir dilde üretilen ML-DSA imzası diğer tüm dillerde doğrulanır, ML-KEM paylaşılan sırları altı dilin tamamında eşleşir ve SHAKE-256 özetleri birebir aynıdır.

Primitifler​

PrimitifStandartRolSeviyeler (varsayılan kalın)
ML-DSAFIPS-204dijital imzalar44 · 65 · 87
ML-KEMFIPS-203anahtar kapsülleme512 · 768 · 1024
SHAKE-256FIPS-202genişletilebilir çıktılı özet (hash)—

Bunlar, QoreChain'in protokol seviyesinde çalıştırdığı primitiflerin aynısıdır: ML-DSA-87 (Dilithium-5) imzaları, ML-KEM-1024 anahtar kapsülleme ve varsayılan uygulama özeti olarak SHAKE-256. Zincirin bunları nasıl kullandığını görmek için Kuantum Sonrası Güvenlik sayfasına bakın.

Boyutlar (bayt)​

Güvenlik seviyesini boyut/güvenlik bütçenize göre seçin.

ŞemaGüvenlikAçık anahtarİmza / Şifreli metin
ML-DSA-44L213122420
ML-DSA-65L319523309
ML-DSA-87L525924627
ML-KEM-512L1800768
ML-KEM-768L311841088
ML-KEM-1024L515681568

Bir NIST standardını küçültüp yine de standart kalamazsınız. ML-DSA-87'nin anahtar/imza boyutları ve baytları sabittir — onu "optimize etmek", başka hiçbir uygulamanın doğrulayamayacağı standart dışı bir varyant üretir. Zincir üzerindeki ayak izini küçültmek için şemayı değiştirmek yerine aşağıdaki kaldıraçları kullanın.

Diller ve paketler​

Her dil aynı API'yi sunar ve her biri farklı bir denetlenmiş uygulama tarafından desteklenir. Bayt uyumluluğunu garanti eden şey budur — bağımsız arka uçlar standart üzerinde hemfikirdir.

DilPaketKurulumArka uç
JavaScript / TypeScript@qorechain/pqc (npm)npm i @qorechain/pqc@noble/post-quantum
Rustqorechain-pqc (crates.io)cargo add qorechain-pqcfips204 · fips203 · sha3
Pythonqorechain-pqc (PyPI)pip install qorechain-pqc (import qorpqc)liboqs-python
Gogithub.com/qorechain/qorechain-pqc/gogo get github.com/qorechain/qorechain-pqc/goCloudflare CIRCL
Cc/ (statik kütüphane + başlık dosyası)depodan derleyinliboqs + OpenSSL
Javaio.github.qorechain:qorechain-pqc (Maven Central)io.github.qorechain:qorechain-pqc:0.1.1Bouncy Castle
Kullanılabilirlik

JavaScript, Rust, Python, Go ve Java binding'lerinin tamamı 0.1.1 sürümünde yayımlanmıştır — yukarıdaki komutlarla doğrudan npm, crates.io, PyPI, Go modül proxy'si ve Maven Central'dan kurabilirsiniz. Python dağıtımı qorechain-pqc olarak kurulur ancak qorpqc olarak import edilir. Java paketi Maven Central'da io.github.qorechain:qorechain-pqc:0.1.1 olarak bulunur (Bouncy Castle arka ucu). C binding'i, github.com/qorechain/qorechain-pqc deposundan derlediğiniz bir statik kütüphane + başlık dosyasıdır.

Deterministik imzalama (konsensüs açısından kritik)​

0.1.1 sürümünden itibaren sign(), altı binding'in tamamında deterministik ML-DSA varyantını üretir (FIPS-204 §3.4; imzalama rastgeleliği 32 sıfır bayttır) — ve zincirin kabul ettiği tek varyant budur. QoreChain'in işlem doğrulayıcısı hedged (rastgeleleştirilmiş) ML-DSA imzalarını reddeder; bu nedenle hedged bir imza, kriptografik olarak doğrulansa bile zincir üzerinde başarısız olur.

Temel noktalar:

  • Varsayılanı değiştirmeyin. Deterministik imzalama konsensüs açısından kritiktir; her binding bunu bu şekilde belgeler.
  • Deterministik çıktı, aynı anahtar ve mesaj için altı binding'in tamamında bayt bayt aynıdır — ortak diller arası test vektörleriyle sabitlenmiştir.
  • Hedged imzalama, zincir dışı kullanım senaryoları için her binding'de açıkça tercih edilmesi gereken bir seçenek olarak mevcuttur (örn. JavaScript'te {hedged: true}, Rust'ta sign_hedged, Java'da mldsaSignHedged, Python'da sign(..., hedged=True)) — hedged imzalar zincir tarafından kabul edilmez.
  • JavaScript binding'inin 0.1.0 sürümü varsayılan olarak hedged imzalıyordu — işlem araçlarınızı 0.1.0'a göre geliştirdiyseniz 0.1.1'e yükseltin; eski varsayılanla imzalanan işlemler zincir üzerinde reddedilir.

Deterministik anahtar türetme ve kurtarma​

Ekosistem standardı türetme, ML-DSA-87 anahtarını hesaba bağlar; böylece anahtar yalnızca hesabın mnemonic'inden kurtarılabilir:

seed = SHAKE-256("qorechain:pqc:v1|" + cosmosAddress + "|" + mnemonic)
(publicKey, secretKey) = mldsa.keygen(seed)

Yayımlanmış her araç (@qorechain/wallet-adapter, @qorechain/sdk, @qorechain/chain-bridge ≥0.1.1) aynı anahtarı türetir; dolayısıyla bir mnemonic, kullanılan araçtan bağımsız olarak tek bir anahtar üretir. CLI üzerinde bir anahtarı kurtarın (mnemonic stdin'den):

qorechaind tx pqc recover-key mykey qor1youraddress...
# legacy tooling derivation (shake256(mnemonic) only, unbound to the address):
qorechaind tx pqc recover-key mykey qor1youraddress... --derivation bridge

Anahtar rotasyonu (aynı algoritma)​

Zincir sürümü v3.1.85 itibarıyla MsgRotatePQCKey, bir hesabın ML-DSA-87 anahtarını aynı algoritma içinde döndürür — daha önce kayıt tek seferlikti ve MigratePQCKey yalnızca algoritmalar arası geçiş yapıyordu. Bunu, legacy yöntemle türetilmiş bir anahtarı kanonik, adrese bağlı türetmeye taşımak veya ele geçirilmiş bir anahtarı emekliye ayırmak için kullanın.

Rotasyon çift imzalıdır: hem eski hem de yeni anahtar, alan ayrımlı (domain-separated) "qorechain-pqc-rotate-v1|chainId|algorithm|account|oldPubHex|newPubHex" mesajını imzalar. Yeniden oynatma (replay) yapısal olarak imkânsızdır — rotasyondan sonra eski anahtar artık kayıtlı anahtarla eşleşmez, bu yüzden aynı mesaj yeniden uygulanamaz. Rotasyon yalnızca kök anahtarla yapılabilen bir işlemdir (asla bir authenticator'a devredilemez) ve işlemin kendisi hâlâ eski anahtarla hibrit imzalanır; bu da mevcut sahipliği kanıtlar.

Tek adımlı CLI (mnemonic stdin'den; eski anahtarı kurtarır, yenisini türetir veya üretir, çift imzalar, yayınlar):

# migrate a legacy-derived key to the canonical derivation:
qorechaind tx pqc rotate-key --old-derivation bridge --new-derivation adapter \
  --from mykey --chain-id qorechain-vladi -o json -y

# rotate to a brand-new random key (compromise recovery):
qorechaind tx pqc rotate-key --old-derivation adapter --new-random \
  --from mykey --chain-id qorechain-vladi -o json -y

Kod tarafında, @qorechain/wallet-adapter (≥0.1.7) ve @qorechain/sdk (≥0.7.0) aynı akışı sunar:

import { rotatePqcKeyMsgFromMnemonic } from "@qorechain/wallet-adapter";

// Builds the dual-signed MsgRotatePQCKey migrating shake256(mnemonic) -> canonical:
const msg = await rotatePqcKeyMsgFromMnemonic({
  mnemonic, address: "qor1youraddress...", chainId: "qorechain-vladi",
});
// Sign & broadcast with the account's normal hybrid signer (old key cosigns the envelope).

Başarılı bir rotasyondan sonra yeni anahtar imzalar (kod 0) ve eski anahtar reddedilir (pqc kodu 21).

Tutarlı API​

Her dil aynı yüzeyi sağlar:

keygen()                              -> (publicKey, secretKey)
sign(secretKey, message)              -> signature
verify(publicKey, message, signature) -> bool

kem.keygen()                          -> (publicKey, secretKey)
kem.encapsulate(publicKey)            -> (cipherText, sharedSecret)
kem.decapsulate(secretKey, cipherText)-> sharedSecret

shake256(data, outLen=32)             -> digest

Hızlı başlangıç (JavaScript / TypeScript)​

import { mldsa, mlkem, shake256, pubkeyHash } from '@qorechain/pqc';

// ML-DSA-87 signatures
const { publicKey, secretKey } = mldsa.keygen();
const sig = mldsa.sign(secretKey, message);
mldsa.verify(publicKey, message, sig); // true

// ML-KEM-1024 key encapsulation
const { publicKey: ek, secretKey: dk } = mlkem.keygen();
const { cipherText, sharedSecret } = mlkem.encapsulate(ek);
mlkem.decapsulate(dk, cipherText); // === sharedSecret

// SHAKE-256 + blockchain helpers
shake256(data, 32);        // 32-byte digest
pubkeyHash(publicKey, 20); // pay-to-pubkey-hash

Varsayılanın istediğiniz şey olmadığı durumlar için seviyeye özel export'lar mevcuttur: mldsa44/65/87 ve mlkem512/768/1024 (mldsa / mlkem L5 varsayılanlarıdır).

Rust, Go, C, Python ve Java binding'leri bunu birebir yansıtır. Örneğin:

// Rust
use qorechain_pqc::mldsa::default as mldsa;
let (pk, sk) = mldsa::keygen()?;
let sig = mldsa::sign(&sk, msg)?;
assert!(mldsa::verify(&pk, msg, &sig));
// Go
pk, sk, _ := pqc.MLDSA.Keygen()
sig, _ := pqc.MLDSA.Sign(sk, msg)
pqc.MLDSA.Verify(pk, msg, sig) // true

Blokzincir yardımcıları​

Ham primitiflerin ötesinde, kütüphane entegratörlerin QoreChain hesapları ve işlemleriyle etkileşmek için ihtiyaç duyduğu iki yardımcı sunar.

pubkeyHash(pk, len=20)​

Bir pay-to-pubkey-hash kayıt yardımcısı. Bir açık anahtarın kısa (20–32 bayt) SHAKE-256 özetini üretir. Desen şudur: hesap durumunda yalnızca pubkeyHash değerini saklayın ve tam açık anahtarı işlemin içinde zorunlu kılın. 1–2,5 KB'lık anahtara rağmen hesap durumu küçücük kalır.

hybridSignBytes(bodyWithoutPqcExt, authInfo)​

QoreChain'in cüzdan uyumlu hibrit uzantılı imza baytları çerçevelemesi. Bu, bir hibrit işlemin PQC yarısını oluşturmak üzere ML-DSA-87 (Dilithium-5) ile imzalanması gereken baytların tam olarak kendisini üretir.

Cüzdanların ve entegratörlerin cosmos işlem yolunda zorunlu hibrit imzayı üretmek için kullandığı parça budur. Mevcut zincir sürümü itibarıyla hibrit imzalar varsayılan olarak zorunludur (hybrid_signature_mode = required, allow_classical_fallback = false): her cosmos yolu işlemi, klasik secp256k1 imzasının yanında bir Dilithium-5 imzası taşımak zorundadır. Uygulama (enforcement) modeli için Kuantum Sonrası Güvenlik sayfasına bakın.

Klasik secp256k1 imzası, standart imza baytları üzerinde hesaplanır (bunlar PQC uzantısını hariç tutar) ve ML-DSA-87 imzası hesaplanıp PQCHybridSignature uzantısı olarak eklenir. Klasik imza baytları uzantıyı hariç tuttuğu için, bir doğrulayıcının PQC kısmını anlayıp anlamadığından bağımsız olarak klasik imza geçerli kalır.

Bu hibrit imzayı üretmenin üç yolu vardır:

  • CLI — qorechaind tx pqc cosign, bir işleme Dilithium-5 eş imzasını ekler (qorechaind tx pqc gen-key sonrasında). Bkz. İşlem Komutları.
  • QoreChain SDK — buildHybridTx (includePqcPublicKey ile) aynısını TypeScript/Python/Go/Rust'ta yapar. Bkz. SDK Hesapları ve PQC imzalama.
  • Doğrudan qorechain-pqc — desteklenen altı dilden birinde SDK dışında araç geliştiriyorsanız, imza baytlarını çerçevelemek için hybridSignBytes ve Dilithium-5 imzasını üretmek için mldsa.sign kullanın.

Zincir üzerindeki ayak izini optimize etme​

ML-DSA anahtarları ve imzaları, klasik standartlara göre büyüktür. Bir standardın baytları sabit olduğu için, zincir üzerindeki ayak izini küçük tutmanın yolu şu üç kaldıracı kullanmaktır — hiçbiri standardı değiştirmez:

  1. Güvenlik seviyesini bilinçli seçin. ML-DSA-65 (L3) imzaları, ML-DSA-87 (L5) imzalarından yaklaşık %28 daha küçüktür ve yine de çok güçlüdür; ML-KEM-768 şifreli metinleri 1024'ünkilerden daha küçüktür. Kullanım senaryosuna göre seçin.
  2. Pay-to-pubkey-hash. Hesap durumunda yalnızca pubkeyHash(pk) değerini (20–32 bayt SHAKE-256) saklayın ve tam açık anahtarı işlemin içinde zorunlu kılın. Anahtar boyutu ne olursa olsun hesap durumu küçücük kalır.
  3. Doğrula ve at (verify-and-discard) yaklaşımı. Bir imza işlemin içinde (blok verisinde) bulunmak zorundadır, ancak asla kalıcı durum ağacına yazılmamalıdır.

Neden Falcon yok? FN-DSA (Falcon) daha küçük imzalar sağlardı, ancak bilinçli olarak hariç tutulmuştur: FN-DSA, FIPS-206 taslağıdır (nihai değil) ve yalnızca standartlara dayalı bir kütüphane sadece nihai standartları içerir. FIPS-206 nihai hale geldiğinde yeniden değerlendirilebilir.

İlgili​