Nagbabala ang Fidelity na ang mga pribadong key ng Bitcoin ay haharap sa panganib mula sa quantum sa hinaharap

Sinusuri ng Fidelity ang Kahinaan ng Bitcoin sa Quantum

Maaaring kailanganin balang araw na palitan o dagdagan ang mga proteksiyon ng pribadong susi ng Bitcoin, ayon sa pagsusuri ng Fidelity Digital Assets na inilathala noong Setyembre 1. Wala pa sa kasalukuyan ang mga cryptographically relevant quantum computers, o CRQCs, ngunit ang mga sistemang may sapat na kakayahan ay maaaring magpahina sa mga matematikal na palagay na nagse-secure sa awtorisasyon ng transaksyon at maglagay sa panganib sa mga pondo.

Tinukoy ng Fidelity Digital Assets Research ang throughput ng transaksyon bilang isang pangunahing limitasyon para sa anumang pag-upgrade sa seguridad ng Bitcoin sa hinaharap:

“Ang pagliit ng laki ng susi upang mapanatili ang throughput ng transaksyon ng Bitcoin ay nananatiling isang pangunahing alalahanin, bagama’t maaaring hindi gaanong kapansin-pansin ang epekto kung isasaalang-alang ang kasalukuyang kalagayan ng halos walang laman na mempool.”

Pinapahintulutan ng mga pribadong susi ang mga may-ari ng bitcoin na mag-awtorisa ng mga transaksyon nang hindi umaasa sa isang tagapamagitan. Gumagamit ang mga wallet ng pribadong susi upang lumikha ng isang digital na lagda na nagpapatunay ng kontrol nang hindi ibinubunyag ang lihim na susi. Ang ugnayang ito sa pagitan ng mga pribadong susi, pampublikong susi, at mga lagda ng transaksyon ang bumubuo sa pundasyon ng pagmamay-ari at sariling pag-iingat (self-custody) sa Bitcoin.

Ang Kasalukuyang mga Lagda ng Bitcoin ay Humaharap sa Isang Banta sa Hinaharap

Karamihan sa mga karaniwang transaksyon sa Bitcoin ay gumagamit ng Elliptic Curve Digital Signature Algorithm o mga lagdang Schnorr. Naging available ang mga lagdang Schnorr sa pamamagitan ng Taproot, kung saan tinutukoy ng Bitcoin Improvement Proposal 340 ang mga lagdang Schnorr at itinatakda ng BIP 341 ang mga patakaran sa paggastos (spending rules) ng Taproot. Itinalaga ang BIP 341 noong Enero 2020 bago na-activate ang upgrade noong 2021. Umaasa ang parehong scheme sa kahirapan ng paglutas sa elliptic curve discrete logarithm problem gamit ang mga klasikong computer.

Ang isang quantum computer na may sapat na lakas na nagpapatakbo ng algorithm ni Shor ay maaaring lutasin ang problemang iyon at makuha ang mga pribadong susi mula sa katumbas na mga pampublikong susi. Napababa ng pananaliksik ang ilang pagtataya sa mga mapagkukunang kailangan upang atakihin ang elliptic-curve cryptography, na mas nagtuon ng pansin sa debate tungkol sa quantum-security ng Bitcoin, bagama’t ang mga umiiral na quantum system ay nananatiling malayo pa sa antas na may kabuluhang cryptographic.

Pinagsasama ng SHRINCS ang Kahusayan at Isang Landas ng Pagbawi

Sinusuri ng mga mananaliksik ang mga sistemang lagda na lumalaban sa quantum na umaasa sa mga hash function sa halip na elliptic-curve cryptography. Ang draft na espesipikasyon ng SHRINCS ay pinagsasama ang isang kompaktong stateful signature path at isang mas malaking stateless fallback. Itinatakda ng kasalukuyang disenyo nito ang isang 48-byte na pampublikong susi, mga stateful na lagda na nasa pagitan ng 548 hanggang 4,619 bytes, at isang 5,777-byte na stateless na lagda.

Kinakailangan ng stateful path na subaybayan ng mga signing device kung alin sa mga one-time signature key ang nagamit na. Ang nawalang o nasirang state ay pumipigil sa wallet na ligtas na magpatuloy sa landas na iyon, habang ang fallback ng SHRINCS ay gumagamit ng mga algorithm mula sa pamantayang SLH-DSA ng National Institute of Standards and Technology na inilathala noong Agosto 13, 2024. Pinapanatili ng stateless na alternatibo ang access ngunit kumokonsumo ng mas malaki-laking espasyo sa block.

Inilarawan ng Fidelity Digital Assets Research kung paano maaaring tanggapin ng isang quantum-resistant na pag-upgrade ng Bitcoin sa hinaharap ang iba’t ibang pangangailangan sa seguridad:

“Kinakatawan ng SHRINCS ang isang posibleng landas pasulong bilang isang kamakailang na-formalize na BIP. Gayunman, ang mga teknikal na limitasyon ng Bitcoin at ang mga kakulangan sa kahusayan na kaugnay ng mas malalaking lagdang lumalaban sa quantum ay nagpapahiwatig na ang isang solusyon sa hinaharap ay maaaring maging kahawig ng kasalukuyang estado ng Bitcoin.”

Ang Mas Malalaking Lagda ay Magpapababa sa Kapasidad ng Bitcoin

Ang mga umiiral na lagda ng Bitcoin ay nananatiling mas maliit kaysa sa mga nangungunang post-quantum na alternatibo, na lumilikha ng tuwirang trade-off sa pagitan ng seguridad sa hinaharap at kapasidad ng network. Ang mas malalaking lagda ay kakain ng mas maraming espasyo sa block, magtataas ng gastos sa transaksyon sa mga panahong masikip ang network, at maglilimita kung gaano karaming paglilipat ang makukumpirma ng mga minero. Natuklasan sa iba pang pagtatasa na ang ilang mga sistemang lagda na ligtas sa quantum ay maaaring magpalaki nang malaki sa datos ng transaksyon.

Ang pagpapatupad ng SHRINCS o iba pang sistemang lumalaban sa quantum ay mangangailangan ng mga bagong tuntunin ng consensus, posibleng sa pamamagitan ng isang backward-compatible na soft fork. Kakailanganin din ng mga wallet provider, minero, node operator, exchange, at custodian na suportahan ang paglipat. Nakipagsanib ang Fidelity sa walong iba pang kompanyang pinansyal at crypto noong Hulyo upang pondohan ang isang $15 milyon na inisyatiba sa seguridad ng Bitcoin na kabilang ang pananaliksik sa quantum-resistance.