Paano Binubuo Muli ang Blockchain para sa Panahon ng Quantum

Orihinal na dinisenyo ang mga network ng blockchain batay sa isang mapanlinlang na simpleng ideya: ipamahagi ang isang ledger sa maraming computer, iugnay ang mga tala nito nang kriptograpiko, at gawing napakahirap ang mga hindi awtorisadong pagbabago. Ang pundasyong iyon ang nagbigay-daan sa Bitcoin (BTC ) posible, ngunit hindi ito ginawa upang suportahan ang bawat bayad, aplikasyon sa pananalapi, digital na pagkakakilanlan, at workflow ng negosyo na iniisip na ngayon ng mga developer.

Isang kamakailang tinanggap na pag-aaral sa ICT Express¹ ang sumusuri kung paano umuunlad ang arkitektura ng blockchain bilang tugon. Matapos suriin ang 830 na dokumento, pinili ng mga mananaliksik ang 125 na papel na sumasaklaw sa mga kriptograpikong primitive, mga mekanismo ng konsensus, mga sistemang scaling, mga teknolohiyang pang-pribasiya, at mga umuusbong na panganib sa seguridad.

Ang nagbubungkos na larawan ay hindi lamang tungkol sa mas mabilis na mga blockchain. Dahan-dahang pinapalitan ng industriya ang mga monolitikong disenyo ng mga espesyal na sangkap na maaaring magproseso ng mga transaksyon, magpatunay ng mga resulta, magpanatili ng privacy, at protektahan ang mga rekord laban sa nagbabagong banta. Ang paglipat na ito ay maaaring magtakda kung mananatiling isang espesyal na teknolohiyang pinansyal ang blockchain o magiging matibay na imprastruktura para sa mas malawak na digital na ekonomiya.

Bakit Naabot ng Unang Henerasyon ng mga Blockchain ang mga Estruktural na Hangganan

Karaniwang hinihiling ng mga tradisyunal na blockchain na maraming node ang ulitin ang parehong gawain. Ang labis na pag-uulit na ito ay nagpapahirap manipulahin ang isang network, ngunit naglilimita rin ito sa throughput at nagpapataas ng mga pangangailangang pangkompyutasyon. Habang tumataas ang aktibidad, maaaring makaranas ang mga gumagamit ng mas mataas na bayarin, mas mahabang oras ng pag-settle, at kompetisyon para sa limitadong espasyo ng block.

Naglilikha ito ng kilalang blockchain trilemma: pagpapabuti ng scalability nang hindi malaki ang pagluwag sa seguridad o desentralisasyon. Walang arkitektura ang ganap na nag-aalis ng kompromiso. Sa halip, hinahati ng mga mas bagong sistema ang mga responsibilidad upang ang bawat sangkap ay ma-optimize para sa isang tiyak na gawain.

Ito ay makikita na sa paglawak ng Mga protocol na Layer-2 para sa pag-scale ng Ethereum (ETH ). Sa halip na pilitin ang base blockchain na isakatuparan ang bawat aksyon, ang mga Layer-2 system ay nagpoproseso ng aktibidad nang hiwalay at nagsusumite ng pinagsiksik na data o kriptograpikong patunay sa pinagbabatayang network.

Tinukoy ng papel ang ilang teknolohiya na humuhubog sa susunod na yugto ng arkitektura:

• Layer-2 rollups at state channels
• Modular blockchains at sharding
• Parallel na pagpapatupad ng transaksyon
• Zero-knowledge proofs
• Mga post-quantum na sistemang kriptograpiko

Ang mga pag-unlad na ito ay madalas na tinalakay nang magkahiwalay. Ang mas malaking kahalagahan nila ay nagiging malinaw kapag tinitingnan bilang bahagi ng iisang paglipat. Ang blockchain ay lumalayo mula sa mga network na gumagawa ng lahat at patungo sa mga sistemang binubuo mula sa mga interoperableng layer ng seguridad, pagpapatupad, pag-settle, at availability ng data.

Inililipat ng mga Layer-2 Network ang Trabaho Palayo sa Base Chain

Pinapabuti ng mga Layer-2 network ang kapasidad nang hindi kinakailangang direktang iproseso ng nakapailalim na blockchain ang bawat transaksyon. Ang mga rollup ay nagbubuklod ng maraming transaksyon, isinasagawa ang mga ito malayo sa base layer, at inilalathala ang nalikhang impormasyon o patunay pabalik dito. Ang mga state channel ay nagpapahintulot sa mga kalahok na magpalitan ng mga nakapirmang update nang pribado at gamitin ang pangunahing blockchain pangunahin para buksan o isara ang channel.

Maaaring mabawasan nito ang pagsisikip at mga bayarin habang pinananatili ang koneksyon sa seguridad ng base network. Nagdudulot din ito ng mga bagong dependensya. Kailangang isaalang-alang ng mga gumagamit ang pagiging maaasahan ng sequencer, seguridad ng bridge, mga proof system, kontrol sa pag-upgrade, at kung ang aktibidad na nagaganap sa ikalawang layer ay sa huli ay nakikinabang sa nakapailalim na network.

Makikita ang paglipat sa OP Stack, na naghihiwalay ng mga function tulad ng pagpapatupad, pag-settle, sequencing, at availability ng data. Sa isang kamakailang panayam sa Securities.io, inilarawan ng tagapagtatag ng Optimism na si Jinglan Wang kung paano pinapayagan ng modular na imprastruktura ng blockchain ang mga indibidwal na sangkap na i-configure o i-upgrade nang hindi muling binubuo ang buong network.

Higit pa ito sa teknikal na pagpapabuti. Ang standardisadong imprastruktura ay maaaring magbigay-daan sa mga negosyo na mag-deploy ng mga chain na partikular sa aplikasyon nang hindi pinagsasama ang bawat sangkap mula sa magkakaibang vendor. Ang pag-unlad ng blockchain ay magsisimulang magmukhang cloud computing, kung saan pinipili ng mga organisasyon ang mga serbisyo batay sa performance, seguridad, at mga regulasyong pang-requirement sa halip na buuin ang buong stack nila mismo.

Ginagawang Pamilihan ng Modular Blockchains ang Arkitektura

Ang isang monolitikong blockchain ay pinagsasama ang pagpapatupad, konsensus, pag-settle, at availability ng data sa isang sistema. Ang isang modular na blockchain ay naghihiwalay ng ilan o lahat ng mga function na ito. Maaaring magpatupad ng mga smart contract ang isang layer, magbigay ng availability ng data ng transaksyon ang isa pa, at magbigay ng huling pag-settle ang ikatlo.

Maaaring mapabuti ng paghahating ito ang kahusayan dahil ang bawat layer ay dinisenyo para sa mas tiyak na workload. Ang sharding ay sumusunod sa kaugnay na prinsipyo sa pamamagitan ng paghahati ng pagproseso at imbakan ng network sa mas maliliit na grupo na nagpapatakbo nang sabay-sabay. Ang mga parallel na engine ng pagpapatupad ay higit pang nagpapaunlad sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga independiyenteng transaksyon na maaaring iproseso nang sabay.

Inihahambing ng papel ang mga pangunahing arkitektural na lapit bilang sumusunod:

Ang modularidad ay nagdadala ng sarili nitong mga panganib. Kung maraming layer ang kinakailangan upang makumpleto ang isang transaksyon, ang kabuuang sistema ay kasing maaasahan lamang ng kanilang interaksyon. Ang isang pagkabigo sa availability ng data, bridging, sequencing, o pag-verify ng patunay ay maaaring magpahina sa isang kung hindi man ay ligtas na aplikasyon. Dapat iwasan ng mga mamumuhunan ang pag-aakalang ang mas mataas na teorikal na bilis ng transaksyon ay awtomatikong magbubunga ng mas matibay na network.

Zero-Knowledge Proofs Nag-uugnay ng Privacy sa Scalability

Ang zero-knowledge proofs ay nagpapahintulot sa isang partido na patunayan na ang isang pahayag ay wasto nang hindi inilalahad ang pinagbabatayan nitong impormasyon. Maaaring patunayan ng isang gumagamit na ang isang transaksyon ay sumusunod sa mga patakaran ng network o na may sapat na pondo nang hindi isiniwalat ang bawat detalye ng account.

Sa mga blockchain system, tinutugunan ng kakayahang ito ang dalawang problema nang sabay. Maaari nitong protektahan ang sensitibong impormasyon habang pinapayagan ang maraming off-chain na transaksyon na ilahad sa pamamagitan ng isang compact na patunay. Ang zk-SNARKs at zk-STARKs ay kabilang sa mga pinakakilalang implementasyon, bagaman ang pagbuo ng mga patunay ay maaaring mangailangan ng malaking mapagkukunan ng pagkompyut at maingat na cryptographic engineering.

Ang mga kahihinatnan ay lumalagpas sa privacy ng cryptocurrency. Hindi maaaring ilagay ng mga kumpanya ang kumpidensyal na impormasyon ng customer, medikal, o komersyal sa isang bukas na nababasang ledger dahil lamang sa ang ledger ay matibay laban sa pamemeke. Ang privacy-preserving verification ay maaaring magbigay-daan sa mga organisasyon na patunayan ang pagsunod, pagkakakilanlan, pagmamay-ari, o bisa ng transaksyon nang hindi inilalantad ang data na ginamit upang makarating sa konklusyon.

Ginagawa nitong potensyal na tulay ang zero-knowledge technology sa pagitan ng pampublikong beripikasyon at institusyonal na kumpidensyalidad. Ang mahalagang sukatan ay hindi lamang kung ilang transaksyon ang inia-advertise ng isang network. Ang gastos sa pagbuo ng patunay, oras ng beripikasyon, interoperability, at seguridad ng implementasyon ay tutulong upang matukoy kung aling mga sistema ang makakasuporta sa praktikal na pag-aampon.

Ang Quantum Computing ay Lumilikha ng Panganib sa Pag-expire ng Cryptography

Ang mga tala ng blockchain ay permanente, ngunit ang mga cryptographic algorithm na nagpoprotekta sa mga ito ay hindi garantisadong mananatiling ligtas magpakailanman. Maraming network ang gumagamit ng elliptic-curve digital signatures upang magtatag ng pagmamay-ari at magbigay pahintulot sa mga transaksyon. Ang isang sapat na kakayahang quantum computer ay maaaring sa kalaunan magbanta sa mga matematikal na batayan ng mga pirma na ito.

Hindi ito nangangahulugang ang mga quantum computer ay kasalukuyang kayang kunin ang mga asset ng blockchain sa malawakang sukat. Ibig sabihin nito ay kailangan ng mga network ng isang kredibleng landas ng paglipat bago dumating ang kakayahang iyon. Ang hamon ay lalong mahirap para sa mga blockchain dahil ang mga lumang address, public key, smart contract, at permanenteng nakarecord na transaksyon ay maaaring manatiling bukas matapos ipakilala ang bagong algorithm.

Ang paglipat ay umusad na lampas sa teorya sa tradisyunal na cybersecurity. Ang US National Institute of Standards and Technology ay nag-finalize ng paunang post-quantum standards at pinili ang HQC bilang backup na algorithm ng encryption. Dapat ngayong isaalang-alang ng mga blockchain developer ang cryptographic agility: ang kakayahang palitan ang mga algorithm nang hindi hinahati ang network, hindi nililimitahan ang mga gumagamit mula sa kanilang mga asset, o hindi pinawawalang-bisa ang umiiral na software.

Tinalakay ng papel ang mga lapit na batay sa lattice, hash, code, at iba pang post-quantum na pamamaraan. Bawat isa ay nagdadala ng mga kompromiso kaugnay ng laki ng pirma, pagkompyut, imbakan, at compatibility. Dahil dito, maaaring hindi agad maging universal ang migrasyon bilang panalong estratehiya. Maaaring unang tukuyin ng mga network ang mga exposed na account, magpakilala ng opsyonal na quantum-resistant na address, at lumikha ng mga mekanismo para sa ligtas na paglilipat ng mga asset bago maging vulnerable ang mga lumang pirma.

Ang Tunay na Kompetisyon ay Lumilipat Mula sa Mga Chain Patungo sa Mga Stack

Ang pinakamahalagang implikasyon ng papel ay na ang paghahambing ng mga blockchain batay lamang sa bilang ng transaksyon kada segundo ay nagiging mas hindi kapaki-pakinabang. Ang pagganap ay lalong nakadepende sa isang buong stack na maaaring magsama ng execution layer, sequencer, proof generator, data-availability service, bridge, settlement network, at cryptographic key system.

Binabago nito kung paano dapat suriin ng mga mamumuhunan ang sektor. Maaaring makaakit ng aktibidad ang isang network nang hindi lumilikha ng matatag na halaga para sa token nito. Ang mas mabilis na layer ay maaaring ekonomikal na umasa sa ibang network para sa settlement. Ang modular na sistema ay maaaring magdulot ng flexibility habang nagdadala ng mga panganib sa pamamahala at interoperability. Ang mga pahayag ng quantum-safe ay maaaring hindi kumpleto kung ang mga wallet, bridge, validator, o legacy address ay patuloy na gumagamit ng mahina na kriptograpiya.

Ang pinakamalalakas na platform ay malamang na yaong nagsasama ng teknikal na pagganap sa maaasahang pamamahala, ligtas na paglipat, mga tool para sa developer, at pagsunod sa mga regulasyong kinakailangan. Ang arkitektura ay nagiging isang produkto, ngunit ang operational reliability ang magtatakda kung ang produktong iyon ay makakaalis mula sa eksperimento tungo sa kritikal na imprastruktura.

Pamumuhunan sa Susunod na Henerasyon ng Imprastruktura ng Blockchain

Ang pagsasanib ng modular na disenyo ng blockchain at seguridad na quantum-safe ay lumilikha ng natural na paglipat mula sa digital assets patungo sa teknolohiyang pang-enterprise. Ang mga mamumuhunan na naghahanap ng exposure sa pampublikong merkado ay maaaring isaalang-alang ang IBM, bagaman dapat itong tingnan bilang isang diversified technology company kaysa isang purong blockchain play.

Ang blockchain work ng IBM ay nakabatay sa Hyperledger Fabric, isang enterprise-grade permissioned framework na may modular na mga komponent, kontrol sa pagkakakilanlan, private channels, at configurable consensus. Ang mga katangiang ito ay tumutugma sa argumento ng papel na ang praktikal na deployment ay dapat magbalanse ng scalability, privacy, interoperability, governance, at seguridad kaysa magpokus lamang sa isang metric.

Ang kumpanya ay nagde-develop din ng mga quantum computing system habang tinutulungan ang mga enterprise na ihanda ang kanilang kasalukuyang imprastruktura para sa seguridad post-quantum at kakayahang kriptograpiko. Ang trabaho ng IBM sa seguridad post-quantum at kakayahang kriptograpiko ay nagbibigay dito ng kahalagahan sa parehong oportunidad at banta na tinalakay sa pag-aaral.

Para sa mga mamumuhunan, ang tesis ay hindi na ang blockchain ay magiging pangunahing pinagmumulan ng kita ng IBM nang mag-isa. Ang mas matibay na argumento ay na ang mga enterprise na nag-aampon ng distributed ledgers, digital assets, at quantum-safe systems ay kakailanganin ang integration, hybrid-cloud infrastructure, cybersecurity expertise, at pangmatagalang teknikal na suporta. Ang IBM ay nakaposisyon sa mas malawak na prosesong modernisasyon na ito.

Ang Susunod na Henerasyon ng Blockchain ay Susukatin sa Katatagan

Ang orihinal na breakthrough ng blockchain ay ang kakayahang mapanatili ang isang shared record nang hindi umaasa sa isang sentral na operator. Ang susunod na hamon nito ay gawing mabilis, pribado, interoperable, ekonomikong sustainable, at ligtas laban sa mga banta na maaaring hindi pa praktikal.

Ang mga Layer-2 network, modular na komponent, sharding, parallel execution, at zero-knowledge proofs ay nagbibigay ng iba’t ibang bahagi ng sagot. Ang post-quantum cryptography ay nagdadagdag ng pangmatagalang pangangailangan: dapat kayang baguhin ng mga network ang kanilang security foundations nang hindi isinasakripisyo ang continuity o pagmamay-ari ng user.

Ang resulta ay hindi kinakailangang isang blockchain na talunin ang lahat ng kakompetensya. Mas malamang na ang kinalabasan ay isang ekosistema ng mga specialized layer na konektado sa pamamagitan ng shared standards at cryptographic proofs. Sa kapaligirang iyon, ang pinakamahalagang imprastruktura ay maaaring ang teknolohiyang nagpapahintulot sa mga blockchain na umunlad nang ligtas, hindi lamang ang chain na nagpoproseso ng pinakamalaking bilang ng transaksyon ngayon.

Mga Sanggunian:

¹ Khan, J., Khan, G. A., Alam, I., Khan, M. R., Sharma, S., Hussain, T., Khan, M. A., Prasuna, P. M., & Alghamdi, A. A. (2026). Mga susunod na henerasyon ng arkitektura ng blockchain: Isang masusing pag-aaral ng inobasyon na pinapagana ng cryptocurrency. ICT Express. https://doi.org/10.1016/j.icte.2026.09.006