Fidelity Digital Assets menar att framtida kvantdatorer skulle kunna härleda privata Bitcoin-nycklar utifrån offentliga nycklar som läckt ut, vilket skulle utgöra ett hot mot tillgångarna. Ett föreslaget hashbaserat signatursystem skulle kunna stärka säkerheten, även om större signaturer skulle minska transaktionsgenomströmningen och komplicera återställningen av plånböcker.
Fidelity varnar för att Bitcoins privata nycklar står inför framtida kvantrisker
SKRIVEN AV
DELA
Viktiga slutsatser
- Kvantdatorer skulle på sikt kunna avslöja privata Bitcoin-nycklar.
- SHRINCS kombinerar kompakta signaturer med en återställningsmekanism.
- Kvantmotståndskraftiga signaturer skulle minska Bitcoins transaktionskapacitet.
Fidelity undersöker Bitcoins sårbarhet för kvantdatorer
Skyddet för bitcoins privata nycklar kan på sikt behöva bytas ut eller kompletteras, enligt den analys från Fidelity Digital Assets som publicerades den 1 september. Kryptografiskt relevanta kvantdatorer, eller CRQC:er, finns för närvarande inte, men tillräckligt kraftfulla system skulle kunna undergräva de matematiska antaganden som säkerställer transaktionsgodkännande och utsätta medel för risk.
Fidelity Digital Assets Research identifierade transaktionsgenomströmningen som en central begränsning för alla framtida säkerhetsuppgraderingar av Bitcoin:
”Att minimera nyckelstorleken för att bevara Bitcoins transaktionsgenomströmning förblir en viktig fråga, även om effekten kan vara mindre uttalad med tanke på det nuvarande läget med en nästan tom mempool.”
Privata nycklar gör det möjligt för bitcoinägare att godkänna transaktioner utan att behöva förlita sig på en mellanhand. Plånböcker använder en privat nyckel för att skapa en digital signatur som bevisar äganderätten utan att avslöja den hemliga nyckeln. Detta samband mellan privata nycklar, offentliga nycklar och transaktionssignaturer utgör grunden för äganderätten till bitcoin och självförvaring.
Bitcoins nuvarande signaturer står inför ett framtida hot
De flesta standardtransaktioner med Bitcoin använder algoritmen för digital signatur med elliptisk kurva (ECDS) eller Schnorr-signaturer. Schnorr-signaturer blev tillgängliga genom Taproot, där Bitcoin Improvement Proposal 340 specificerade Schnorr-signaturer och BIP 341 fastställde Taproots utgiftsregler. BIP 341 antogs i januari 2020 innan uppgraderingen aktiverades 2021. Båda systemen bygger på svårigheten att lösa problemet med diskret logaritm för elliptiska kurvor med klassiska datorer.
En tillräckligt kraftfull kvantdator som kör Shors algoritm skulle kunna lösa det problemet och härleda privata nycklar från motsvarande publika nycklar. Forskning har sänkt vissa uppskattningar av de resurser som krävs för att attackera kryptografi baserad på elliptiska kurvor, vilket har satt ytterligare fokus på debatten om Bitcoins kvantsäkerhet, även om befintliga kvantsystem fortfarande ligger långt under den kapacitet som är kryptografiskt relevant.
SHRINCS kombinerar effektivitet med en återställningsväg
Forskare utvärderar kvantresistenta signatursystem som bygger på hashfunktioner snarare än kryptografi baserad på elliptiska kurvor. Utkastet till specifikationen för SHRINCS kombinerar en kompakt, tillståndsberoende signaturväg med en större, tillståndsoberoende reservlösning. Den nuvarande utformningen specificerar en 48-byte offentlig nyckel, tillståndsberoende signaturer som sträcker sig från 548 till 4 619 byte och en 5 777-byte tillståndsoberoende signatur.
Den tillståndsberoende vägen kräver att signeringsenheterna spårar vilka engångsnycklar som redan har använts. Förlorat eller skadat tillstånd hindrar plånboken från att säkert fortsätta längs den vägen, medan SHRINCS reservlösning bygger på algoritmer från National Institute of Standards and Technology:s SLH-DSA-standard, publicerad den 13 augusti 2024. Det tillståndslösa alternativet bevarar åtkomsten men förbrukar betydligt mer blockutrymme.
Fidelity Digital Assets Research beskrev hur en framtida kvantmotståndskraftig Bitcoin-uppgradering skulle kunna tillgodose olika säkerhetskrav:
”SHRINCS utgör en möjlig väg framåt som ett nyligen formaliserat BIP. Bitcoins tekniska begränsningar och de ineffektiviteter som är förknippade med större kvantmotståndskraftiga signaturer tyder dock på att en framtida lösning kan komma att likna Bitcoins nuvarande tillstånd.”
Större signaturer skulle minska Bitcoins kapacitet
Bitcoins befintliga signaturer är fortfarande betydligt mindre än ledande post-kvantalternativ, vilket skapar en direkt avvägning mellan framtida säkerhet och nätverkskapacitet. Större signaturer skulle ta upp mer blockutrymme, höja transaktionskostnaderna under perioder av överbelastning och begränsa hur många överföringar miners skulle kunna bekräfta. Andra utvärderingar har visat att vissa kvantsäkra signatursystem skulle kunna öka transaktionsdata avsevärt.
Att implementera SHRINCS eller ett annat kvantbeständigt system skulle kräva nya konsensusregler, eventuellt genom en bakåtkompatibel soft fork. Plånboksleverantörer, miners, nodoperatörer, börser och förvaringsinstitut skulle också behöva stödja övergången. Fidelity gick i juli samman med åtta andra finans- och kryptovalutaföretag för att finansiera ett säkerhetsinitiativ för Bitcoin på 15 miljoner dollar som inkluderar forskning om kvantmotstånd.
Den här artikeln har översatts från engelska med hjälp av AI. Den engelska originalversionen är den auktoritativa källan; automatiska översättningar kan innehålla felaktigheter, särskilt i juridisk och regulatorisk terminologi.
