Spoločnosť Fidelity Digital Assets uvádza, že budúce kvantové počítače by mohli odvodiť súkromné kľúče bitcoinu z verejných kľúčov, ktoré boli odhalené, čo by ohrozilo finančné prostriedky. Navrhovaný systém podpisov založený na hashových funkciách by mohol posilniť bezpečnosť, hoci väčšie podpisy by znížili priepustnosť transakcií a sťažili by obnovenie peňaženky.
Spoločnosť Fidelity varuje, že súkromné kľúče bitcoinu čelia budúcemu kvantovému riziku
NAPÍSAL
ZDIEĽAŤ
Kľúčové závery
- Kvantové počítače by mohli v budúcnosti odhaliť súkromné kľúče bitcoinu.
- SHRINCS kombinuje kompaktné podpisy s mechanizmom obnovy.
- Podpisy odolné voči kvantovým počítačom by znížili priepustnosť bitcoinu.
Fidelity skúma kvantovú zraniteľnosť bitcoinu
Ochrana súkromných kľúčov bitcoinu môže v budúcnosti vyžadovať nahradenie alebo doplnenie, ako vyplýva z analýzy spoločnosti Fidelity Digital Assets zverejnenej 1. septembra. Kryptograficky relevantné kvantové počítače (CRQC) v súčasnosti neexistujú, ale dostatočne výkonné systémy by mohli spochybniť matematické predpoklady zabezpečujúce autorizáciu transakcií a ohroziť finančné prostriedky.
Fidelity Digital Assets Research identifikovala priepustnosť transakcií ako kľúčové obmedzenie pre akékoľvek budúce vylepšenie bezpečnosti bitcoinu:
„Minimalizácia veľkosti kľúča s cieľom zachovať priepustnosť transakcií bitcoinu zostáva kľúčovou obavou, hoci jej vplyv môže byť menej výrazný vzhľadom na súčasný stav takmer prázdneho mempoolu.“
Súkromné kľúče umožňujú majiteľom bitcoinu autorizovať transakcie bez spoliehania sa na sprostredkovateľa. Peňaženky používajú súkromný kľúč na vytvorenie digitálneho podpisu, ktorý preukazuje kontrolu bez odhalenia tajného kľúča. Tento vzťah medzi súkromnými kľúčmi, verejnými kľúčmi a podpismi transakcií tvorí základ vlastníctva a samosprávy bitcoinu.
Súčasné podpisy bitcoinu čelia budúcej hrozbe
Väčšina štandardných bitcoinových transakcií používa algoritmus digitálneho podpisu na eliptickej krivke (ECDS) alebo Schnorr-ove podpisy. Schnorr-ove podpisy sa stali dostupnými prostredníctvom Taproot, pričom návrh na vylepšenie bitcoinu č. 340 (BIP 340) špecifikuje Schnorr-ove podpisy a BIP 341 stanovuje pravidlá výdavkov v rámci Taproot. Návrh BIP 341 bol prijatý v januári 2020, ešte pred aktiváciou aktualizácie v roku 2021. Oba systémy sa spoliehajú na náročnosť riešenia problému diskrétneho logaritmu eliptickej krivky pomocou klasických počítačov.
Dostatočne výkonný kvantový počítač bežiaci na Shorovom algoritme by mohol tento problém vyriešiť a odvodiť súkromné kľúče z príslušných verejných kľúčov. Výskum znížil niektoré odhady zdrojov potrebných na útok na kryptografiu založenú na eliptických krivkách, čím sa debata o kvantovej bezpečnosti bitcoinu dostala do väčšieho zreteľa, hoci existujúce kvantové systémy zostávajú ďaleko pod kryptograficky relevantnou kapacitou.
SHRINCS kombinuje efektívnosť s cestou obnovy
Výskumníci hodnotia systémy podpisov odolné voči kvantovým útokom, ktoré sa spoliehajú skôr na hašovacie funkcie ako na kryptografiu s eliptickými krivkami. Návrh špecifikácie SHRINCS kombinuje kompaktnú stavovú signatúrovú cestu s rozsiahlejšou bezstavovou záložnou cestou. Jeho súčasný návrh špecifikuje 48-bajtový verejný kľúč, stavové podpisy v rozsahu od 548 do 4 619 bajtov a 5 777-bajtovú bezstavovú signatúru.
Cesta so zachovaním stavu vyžaduje, aby podpisujúce zariadenia sledovali, ktoré jednorazové podpisové kľúče už boli použité. Stratený alebo poškodený stav bráni peňaženke v bezpečnom pokračovaní touto cestou, zatiaľ čo záložná cesta SHRINCS čerpá z algoritmov štandardu SLH-DSA Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST), uverejneného 13. augusta 2024. Alternatíva bez stavu zachováva prístup, ale spotrebúva podstatne viac miesta v bloku.
Spoločnosť Fidelity Digital Assets Research opísala, ako by budúca kvantovo odolná aktualizácia bitcoinu mohla zohľadniť rôzne bezpečnostné požiadavky:
„SHRINCS predstavuje jednu z možných ciest vpred ako nedávno formalizovaný BIP. Technické obmedzenia bitcoinu a neefektívnosť spojená s väčšími kvantovo odolnými podpismi však naznačujú, že budúce riešenie sa môže podobať súčasnému stavu bitcoinu.“
Väčšie podpisy by znížili kapacitu bitcoinu
Súčasné podpisy bitcoinu sú naďalej oveľa menšie ako popredné postkvantové alternatívy, čo vytvára priamy kompromis medzi budúcou bezpečnosťou a kapacitou siete. Väčšie podpisy by spotrebovali viac priestoru v blokoch, zvýšili by transakčné náklady v obdobiach preťaženia a obmedzili by počet prevodov, ktoré by ťažiari mohli potvrdiť. Iné posúdenia zistili, že niektoré kvantovo odolné podpisové systémy by mohli výrazne zväčšiť objem transakčných údajov.
Implementácia SHRINCS alebo iného kvantovo odolného systému by si vyžadovala nové pravidlá konsenzu, potenciálne prostredníctvom spätne kompatibilného soft forku. Tento prechod by museli podporiť aj poskytovatelia peňaženiek, ťažiari, prevádzkovatelia uzlov, burzy a správcovia aktív. Spoločnosť Fidelity sa v júli pripojila k ôsmim ďalším finančným a kryptomenovým spoločnostiam s cieľom financovať bezpečnostnú iniciatívu pre Bitcoin v hodnote 15 miliónov dolárov, ktorá zahŕňa aj výskum odolnosti voči kvantovým útokom.
Tento článok bol preložený z angličtiny pomocou umelej inteligencie. Pôvodná anglická verzia je autoritatívnym zdrojom; automatické preklady môžu obsahovať nepresnosti, najmä v právnej a regulačnej terminológii.
