Quantum-veilige bitcoin nu mogelijk zonder soft fork, maar kost $200 per stuk, toont nieuw onderzoek aan

Een onderzoeker van StarkWare heeft wat hij noemt de eerste methode gepubliceerd om bitcoin-transacties vandaag de dag kwantumveilig te maken op het live-netwerk, zonder wijzigingen aan het Bitcoin-protocol. Het schema kost echter tot $200 per transactie en is ontworpen als een noodmaatregel in plaats van een permanente oplossing.

In een paper gepubliceerd deze week, StarkWare-onderzoeker Avihu Levy introduceerde Quantum Safe Bitcoin, of QSB, een regeling die tot doel heeft kwantumbestendige transacties mogelijk te maken zonder wijzigingen aan het Bitcoin-protocol te vereisen, door handtekeninggebaseerde beveiligingsaanname te vervangen door hash-gebaseerde bewijzen binnen het ontwerp.

Het op hash gebaseerde ontwerp overleeft het soort kwantumaanval dat de cryptografie van vandaag zou breken, maar verschuift de last van consensus naar berekening, wat zware off-chain GPU-werk vereist voor elke transactie.

Denk aan traditionele digitale handtekeningen als een handgeschreven handtekening op een cheque, die bewijst dat u een transactie hebt geautoriseerd met een geheime sleutel die anderen kunnen verifiëren met een openbare sleutel.

In Bitcoin worden deze digitale handtekeningen ECDSA-handtekeningen genoemd. Ze zijn veilig tegen de computers van vandaag, maar een voldoende krachtige toekomstige quantumcomputer zou theoretisch de geheime sleutel uit een publieke sleutel kunnen afleiden en mogelijk fondsen in gevaar kunnen brengen.

QSB pakt dit probleem aan door het systeem te herontwerpen rondom een ander soort cryptografie, met hash-gebaseerde bewijzen, die meer lijken op een onvervalsbare vingerafdruk, waarbij in plaats van alleen op een handtekening te vertrouwen, een unieke wiskundige samenvatting van gegevens wordt gecreëerd. Dit zou extreem moeilijk te vervalsen of om te keren zijn, zelfs voor krachtige computers.

QSB werkt volledig binnen de bestaande consensusregels van Bitcoin voor legacy-transacties. Het vereist geen soft fork (software-upgrade), geen mijnwerker-signaal en geen activeringstijdlijn. Dit staat in scherp contrast met BIP-360, het quantum-resistentievoorstel dat in februari werd samengevoegd met het officiële voorstelarchief voor Bitcoin-verbeteringen, maar geen implementatie in Bitcoin Core heeft en geconfronteerd wordt met jarenlange bestuurlijke vertraging.

Het voorstel bouwt voort op een eerder bekend staand idee genaamd Binohash, wat een extra laag van computationeel werk toevoegde om bitcoin-transacties te beveiligen. Het probleem is dat het afhankelijk is van een type cryptografie waarvan wordt verwacht dat quantumcomputers deze zullen kraken. In de praktijk betekent dit dat de bescherming verdwijnt in een quantumscenario. Een aanvaller zou de kernbeveiligingscontrole van het systeem volledig kunnen omzeilen, waardoor het ineffectief wordt.

Extra kosten

De op hashes gebaseerde oplossing betekent echter extreem dure transacties.

Het genereren van een geldige transactie vereist het doorzoeken van miljarden mogelijke kandidaten, een proces waarvan Levy schat dat het tussen de $75 en $200 zou kosten bij gebruik van gangbare cloud-GPU’s. Momenteel liggen de kosten om een bitcointransactie via de blockchain te verzenden op ongeveer 33 cent.

Het systeem brengt ook praktische uitdagingen met zich mee. QSB-transacties zouden niet via de normale blockchain van Bitcoin verlopen zoals gebruikelijke betalingen. In plaats daarvan zouden gebruikers ze waarschijnlijk rechtstreeks naar miners moeten sturen die bereid zijn ze te verwerken.

Ze werken ook niet met snellere, goedkopere lagen zoals het Lightning Network, en zijn veel ingewikkelder om te creëren. Het genereren van een transactie zou vereisen dat zware berekeningen worden uitbesteed aan externe hardware, in plaats van simpelweg te ondertekenen en te versturen vanuit een wallet.

Levy beschrijft het plan als een “laatste redmiddel,” en niet als een vervanging voor protocolniveau-upgrades. Voorstellen zoals BIP-360, die tot doel hebben kwantumbestendige handtekeningenschema’s via een soft fork te introduceren, blijven de meer schaalbare langetermijnoplossing, maar kunnen jaren duren voordat ze worden geactiveerd.

De activeringstijdlijn van BIP-360 is onzeker. Polymarket gokkers rekenen op lage kansen dat dit dit jaar zal gebeuren, en de governance-geschiedenis van Bitcoin biedt weinig aanleiding voor haast — Taproot duurde ongeveer zeven en een half jaar van concept tot implementatie. Aan de andere kant komen gevorderde quantumcomputers die in staat zijn de encryptie te breken die het netwerk beveiligt ook niet morgen aan.

QSB biedt in plaats daarvan iets anders: een manier om een quantumonderbreking te overleven met de huidige regels, als gebruikers bereid zijn ervoor te betalen.