Fidelity Memberi Amaran Kunci Peribadi Bitcoin Berdepan Risiko Kuantum pada Masa Hadapan

Fidelity Meneliti Kerentanan Kuantum Bitcoin

Perlindungan kunci peribadi Bitcoin mungkin akhirnya perlu diganti atau ditambah, menurut analisis Fidelity Digital Assets yang diterbitkan pada 1 Sept. Komputer kuantum yang relevan dari sudut kriptografi, atau CRQC, belum wujud pada masa ini, tetapi sistem yang cukup berkeupayaan boleh melemahkan andaian matematik yang melindungi kebenaran transaksi dan meletakkan dana dalam risiko.

Fidelity Digital Assets Research mengenal pasti daya pemprosesan transaksi sebagai kekangan utama bagi sebarang naik taraf keselamatan Bitcoin pada masa hadapan:

“Meminimumkan saiz kunci untuk mengekalkan daya pemprosesan transaksi Bitcoin kekal menjadi kebimbangan utama, walaupun kesannya mungkin kurang ketara memandangkan keadaan semasa mempool yang hampir kosong.”

Kunci peribadi membolehkan pemilik bitcoin memberi kebenaran transaksi tanpa bergantung pada perantara. Dompet menggunakan kunci peribadi untuk menghasilkan tandatangan digital yang membuktikan kawalan tanpa mendedahkan kunci rahsia. Hubungan antara kunci peribadi, kunci awam, dan tandatangan transaksi ini membentuk asas pemilikan Bitcoin dan penjagaan kendiri.

Tandatangan Bitcoin Semasa Berdepan Ancaman Masa Hadapan

Kebanyakan transaksi Bitcoin standard menggunakan Algoritma Tandatangan Digital Lengkung Eliptik atau tandatangan Schnorr. Tandatangan Schnorr tersedia melalui Taproot, dengan Bitcoin Improvement Proposal 340 menetapkan tandatangan Schnorr dan BIP 341 menetapkan peraturan perbelanjaan Taproot. BIP 341 diperuntukkan pada Januari 2020 sebelum naik taraf itu diaktifkan pada 2021. Kedua-dua skim bergantung pada kesukaran menyelesaikan masalah logaritma diskret lengkung eliptik menggunakan komputer klasik.

Komputer kuantum yang cukup berkuasa yang menjalankan algoritma Shor boleh menyelesaikan masalah itu dan memperoleh kunci peribadi daripada kunci awam yang sepadan. Penyelidikan telah mengurangkan beberapa anggaran sumber yang diperlukan untuk menyerang kriptografi lengkung eliptik, menjadikan perdebatan keselamatan-kuantum Bitcoin lebih diberi tumpuan, walaupun sistem kuantum sedia ada masih jauh di bawah kapasiti yang relevan dari sudut kriptografi.

SHRINCS Menggabungkan Kecekapan Dengan Laluan Pemulihan

Penyelidik sedang menilai sistem tandatangan tahan-kuantum yang bergantung pada fungsi hash dan bukannya kriptografi lengkung eliptik. spesifikasi draf SHRINCS menggabungkan laluan tandatangan berkeadaan (stateful) yang padat dengan sandaran tanpa keadaan (stateless) yang lebih besar. Reka bentuk semasanya menetapkan kunci awam 48 bait, tandatangan berkeadaan antara 548 hingga 4,619 bait, dan tandatangan tanpa keadaan 5,777 bait.

Laluan berkeadaan memerlukan peranti menandatangani menjejak kunci tandatangan sekali guna yang telah digunakan. Keadaan yang hilang atau rosak menghalang dompet daripada meneruskan laluan itu dengan selamat, manakala sandaran SHRINCS menggunakan algoritma daripada piawaian SLH-DSA National Institute of Standards and Technology yang diterbitkan pada 13 Ogos 2024. Alternatif tanpa keadaan mengekalkan akses tetapi menggunakan ruang blok dengan jauh lebih banyak.

Fidelity Digital Assets Research menerangkan bagaimana naik taraf Bitcoin tahan-kuantum pada masa hadapan boleh menampung keperluan keselamatan yang berbeza:

“SHRINCS mewakili satu laluan berpotensi ke hadapan sebagai BIP yang baru diformalkan. Namun, kekangan teknikal Bitcoin dan ketidakcekapan yang berkaitan dengan tandatangan tahan-kuantum yang lebih besar mencadangkan bahawa penyelesaian pada masa hadapan mungkin menyerupai keadaan semasa Bitcoin.”

Tandatangan Yang Lebih Besar Akan Mengurangkan Kapasiti Bitcoin

Tandatangan sedia ada Bitcoin masih jauh lebih kecil berbanding alternatif pasca-kuantum terkemuka, mewujudkan pertukaran langsung antara keselamatan masa hadapan dan kapasiti rangkaian. Tandatangan yang lebih besar akan menggunakan lebih banyak ruang blok, menaikkan kos transaksi semasa tempoh kesesakan, dan mengehadkan jumlah pemindahan yang boleh disahkan oleh pelombong. Penilaian lain mendapati bahawa sesetengah sistem tandatangan selamat-kuantum boleh meningkatkan data transaksi dengan ketara.

Melaksanakan SHRINCS atau sistem tahan-kuantum lain akan memerlukan peraturan konsensus baharu, berkemungkinan melalui soft fork yang serasi ke belakang. Penyedia dompet, pelombong, pengendali nod, bursa, dan penjaga (custodian) juga perlu menyokong peralihan tersebut. Fidelity menyertai lapan lagi syarikat kewangan dan kripto pada Julai untuk membiayai inisiatif keselamatan Bitcoin bernilai $15 juta yang merangkumi penyelidikan ketahanan kuantum.