Blockstream przedstawia SHRINCS jako odporną na ataki kwantowe metodę zabezpieczenia Bitcoina

Propozycja ma lepiej zabezpieczyć Bitcoina przed przyszłymi atakami kwantowymi, przy mniejszej utracie miejsca w blokach niż w przypadku wielu istniejących schematów postkwantowych. Dyskusja dotyczy też SegWit, SHA-256 i możliwego soft forka.

Najważniejsze informacje

• Blockstream zaproponował SHRINCS jako odporny na ataki kwantowe podpis dla Bitcoina, przy mniejszej utracie pojemności niż w przypadku wielu istniejących projektów postkwantowych.
• Według badaczy SHRINCS może obniżyć przepustowość do około trzech transakcji na sekundę, wobec około 0,36 w przypadku SLH-DSA.
• Propozycja jest nadal na wczesnym etapie: dowód bezpieczeństwa i formalny audyt oprogramowania referencyjnego nie zostały jeszcze zakończone.

Blockstream opublikował propozycję SHRINCS, czyli sposób podpisywania transakcji Bitcoin, który ma być odporny na komputery kwantowe bez mocnego ograniczania pojemności bloków. Badacze twierdzą, że system pozostawia więcej miejsca na transakcje niż wiele istniejących projektów postkwantowych, a jednocześnie dodaje Bitcoina dodatkową warstwę ochrony.

Dlaczego Bitcoin jest podatny na ataki

Bitcoin wykorzystuje podpisy cyfrowe oparte na kryptografii krzywych eliptycznych do potwierdzania własności. Dzięki temu użytkownik może wykazać, że kontroluje klucz prywatny, bez ujawniania samego klucza.

Ryzyko wiąże się z przyszłym komputerem kwantowym na tyle silnym, by złamać tę ochronę za pomocą algorytmu Shora. W teorii taka maszyna mogłaby na podstawie klucza publicznego na blockchainie odtworzyć klucz prywatny, po czym atakujący mógłby sfałszować podpis i przenieść monety.

To sprawia, że szczególnie istotne stają się stare adresy, ponieważ ich klucz publiczny jest już widoczny. Według badaczy na takich adresach nadal znajduje się też dużo Bitcoina, w tym ponad 1,1 mln BTC przypisywanych Satoshiemu Nakamoto.

SHRINCS ma oszczędzać miejsce

Największym problemem podpisów postkwantowych jest ich rozmiar. Standardy NIST są często wielokrotnie większe niż podpisy używane dziś przez Bitcoina, a to oznacza, że w bloku mieści się mniej transakcji.

Blockstream szacuje, że przy obecnych kompaktowych podpisach Schnorra Bitcoin może przetwarzać około 6,5 transakcji na sekundę. W przypadku SLH-DSA spadłoby to do około 0,36 transakcji na sekundę. Według badaczy SHRINCS obniża ten wynik do około trzech transakcji na sekundę, przy podpisach zaczynających się od około 324 bajtów i rosnących do około 580 bajtów.

Pomaga w tym SegWit, aktualizacja z 2017 roku, która daje zniżkę na część transakcji zawierającą podpisy. SHRINCS wykorzystuje też SHA-256, tę samą funkcję skrótu, która już szeroko stosowana jest w Bitcoinie, dzięki czemu system nie opiera się na całkowicie nowym fundamencie matematycznym.

Jonas Nick, który zaprojektował SHRINCS wspólnie z badaczem Blockstream Mikhailiem Kudinovem, nazywa go pierwszym konkretnym postkwantowym podpisem stworzonym specjalnie dla Bitcoina. Jednocześnie jego zdaniem nie jest to rozwiązanie ostateczne ani najlepsza opcja pod każdym względem.

Co to oznacza dla Bitcoina

Dla europejskich czytelników kryptowalut jest to istotne, ponieważ pokazuje, że dyskusja o odporności na ataki kwantowe nie jest już wyłącznie teoretyczna. Niedawna analiza Google sugeruje, że komputery kwantowe mogą być w stanie złamać kryptografię krzywych eliptycznych już około 2029 roku, a inne badanie wskazuje na mniejszą liczbę potrzebnych kubitów, niż wcześniej sądzono.

To sprawia, że pytanie o to, jak Bitcoin może dostosować się na czas, staje się bardziej konkretne. W przypadku sieci opartej na szerokim konsensusie do wprowadzenia takiej zmiany potrzebny jest soft fork, a ten krok nadal wymaga wystarczającego poparcia społeczności.

Blockstream pokazał już SHRINCS wcześniej na Liquid, osobnym blockchainie zarządzanym przez firmę do szybszych i bardziej prywatnych transferów Bitcoina oraz innych aktywów. W przypadku samego Bitcoina propozycja jest nadal na początku drogi: formalny dowód bezpieczeństwa nie jest jeszcze gotowy, a oprogramowanie referencyjne nie przeszło jeszcze formalnego audytu.