Abhi Shelat de la Universidad Northeastern, respaldado por a16z crypto, ha introducido un nuevo protocolo de firma ECDSA de umbral que reduce la complejidad de rondas a 3 o 2, abordando cuellos de botella críticos en la gestión de claves distribuidas.

Resumen Ejecutivo

La investigación de Abhi Shelat de la Northeastern University, respaldada por a16z crypto, ha producido un enfoque novedoso para los protocolos de firma ECDSA de Umbral. Este desarrollo reduce significativamente las rondas de comunicación requeridas para la generación de claves distribuidas y la firma de umbral a solo tres o dos rondas con preprocesamiento, operando en milisegundos. Esta innovación aborda los cuellos de botella de larga data en la computación multipartita segura.

El Evento en Detalle

La investigación se centra en una reescritura específica de la ecuación de firma del Algoritmo de Firma Digital de Curva Elíptica (ECDSA). Esta reformulación facilita protocolos mínimos de Computación Multipartita (MPC), permitiendo el cálculo y la verificación de firmas ECDSA. Los nuevos protocolos logran tres o dos rondas de comunicación, dependiendo del preprocesamiento, con tiempos de ejecución medidos en milisegundos. Este avance elimina eficazmente los cuellos de botella anteriores relacionados con la complejidad de las rondas sin imponer sobrecargas adicionales. Históricamente, ECDSA no fue diseñado para la computación multipartita, lo que llevó a complejidades en las implementaciones de umbral, como la conversión multiplicativa a aditiva requerida para la generación de firmas. Los esquemas más antiguos, como el protocolo CGGMP21, a menudo requerían cuatro rondas, mientras que las soluciones MPC empresariales existentes basadas en protocolos Gennaro-Goldfeder modificados implican dos rondas de comunicación, introduciendo latencia y posibles puntos de falla si los participantes abandonan. El método puede instanciarse bajo varias suposiciones criptográficas, proporcionando flexibilidad en los intercambios de tiempo y ancho de banda. La investigación destaca que la canalización, al realizar trabajo anticipado para instancias de firma posteriores, puede reducir aún más el recuento promedio de rondas a dos.

Implicaciones para el Mercado

Este desarrollo tiene implicaciones a largo plazo significativas para la seguridad y eficiencia de la infraestructura blockchain. Al optimizar el ECDSA de Umbral, el protocolo mejora directamente la gestión de claves distribuidas y la firma de transacciones en varias aplicaciones blockchain. La reducción en la complejidad de las rondas mitiga una vulnerabilidad de seguridad conocida donde los nonces predecibles o reutilizados en ECDSA pueden conducir a la recuperación de la clave privada. Los protocolos MPC más eficientes fomentan una mayor confianza en los sistemas de autorización multipartita, lo que potencialmente habilita nuevos casos de uso que requieren operaciones criptográficas rápidas y seguras. Este avance se alinea con los esfuerzos para mejorar la escalabilidad y el rendimiento de blockchain, de manera similar a cómo el protocolo Alpenglow de Solana redujo la latencia de consenso a 100-150 milisegundos. Si bien ECDSA sigue siendo el esquema de firma nativo para Bitcoin y Ethereum, esta investigación hace que su implementación de umbral sea más robusta y de mayor rendimiento. El concepto de "dWallets", tal como lo conciben plataformas como Ika con su esquema 2PC-MPC, enfatiza la seguridad de confianza cero y la descentralización, beneficiándose de la reducción de la latencia y el aumento del rendimiento facilitados por tales mejoras criptográficas.

Comentario de Expertos

Abhi Shelat de la Northeastern University, en colaboración con Jack Doerner, Yash Kondi y Eysa Lee, presentó esta investigación, que fue respaldada por a16z crypto. Sus hallazgos demuestran una mejora fundamental en la eficiencia del ECDSA de Umbral. Los expertos señalan que si bien las firmas Schnorr ofrecen ventajas inherentes para las operaciones de umbral debido a su estructura lineal, lo que permite protocolos de firma de una sola ronda, la capacidad de adaptar ECDSA con rondas de comunicación mínimas es crucial dada su adopción generalizada. Este avance aborda los desafíos centrales que enfrentan las implementaciones MPC empresariales construidas alrededor del ECDSA de Umbral.

Contexto más Amplio

La tendencia hacia protocolos MPC más eficientes y seguros subraya un impulso industrial más amplio para mejorar las primitivas criptográficas en Web3. Innovaciones como esta facilitan una mayor descentralización y escalabilidad, lo que permite a las redes admitir un mayor número de operadores sin degradación del rendimiento. Por ejemplo, el esquema 2PC-MPC de Ika está diseñado para cientos o miles de nodos con una latencia inferior al segundo y un alto rendimiento. Al permitir esquemas de multifirma más rápidos y seguros, esta investigación apoya el desarrollo de soluciones de custodia más avanzadas, la programabilidad de Bitcoin y DeFi interoperable. Contribuye a las capas de seguridad fundamentales requeridas para la evolución futura de las aplicaciones descentralizadas, al hacer que las operaciones criptográficas complejas sean más prácticas y resistentes.