Квантово-безпечний біткоїн тепер можливий без софт-форку, але коштує 200 доларів за одиницю, показують нові дослідження

Дослідник StarkWare опублікував, як він заявляє, перший метод забезпечення квантової безпеки біткоїн-транзакцій у живій мережі сьогодні, без будь-яких змін у протоколі Bitcoin. Однак ця схема коштує до 200 доларів за транзакцію і розроблена як надзвичайний захід, а не як постійне рішення.

У дослідження, опубліковане цього тижня, дослідник StarkWare Авігу Леві представив Quantum Safe Bitcoin, або QSB, схему, яка має на меті забезпечити квантово-стійкі транзакції без необхідності змін у протоколі Bitcoin, замінюючи припущення про безпеку на основі підписів на докази, засновані на хешах, у своєму дизайні.

Хеш-орієнтований дизайн витримує ті квантові атаки, які зламали б сучасну криптографію, проте переносить навантаження з консенсусу на обчислення, вимагаючи значної позачергової GPU-роботи для кожної транзакції.

Уявіть собі традиційні цифрові підписи як рукописний підпис на чекові, що підтверджує вашу авторизацію транзакції за допомогою секретного ключа, який інші можуть перевірити за допомогою публічного ключа.

У Біткоїні ці цифрові підписи називаються підписами ECDSA. Вони є захищеними від сучасних комп’ютерів, проте достатньо потужний майбутній квантовий комп’ютер теоретично може вивести секретний ключ з відкритого ключа та потенційно скомпрометувати кошти.

QSB усуває цю ваду шляхом переробки системи навколо іншого виду криптографії, що передбачає докази на основі хешів, які більше нагадують протидіючи підробці відбиток пальця, де замість покладатися лише на підпис, створюється унікальний математичний дайджест даних. Вважається, що це надзвичайно складно підробити або обернути навіть за допомогою потужних комп'ютерів.

QSB працює повністю в межах існуючих правил консенсусу Bitcoin для спадкових транзакцій. Для цього не потрібен софтфорк (оновлення програмного забезпечення), сигналізація майнерів чи строк активації. Це різко контрастує з BIP-360, пропозиція з квантової стійкості, яка була об’єднана до офіційного репозиторію покращень Bitcoin у лютому, але не має реалізації у Bitcoin Core та стикається з багаторічними затримками в управлінні.

Пропозиція базується на раніша ідея, відома як Binohash, що додало додатковий рівень обчислювальної роботи для захисту транзакцій біткойна. Проблема полягає в тому, що ця технологія базується на типі криптографії, який, як очікується, буде зламаний квантовими комп’ютерами. На практиці це означає, що захист зникає у квантовому сценарії. Зловмисник міг би повністю обійти основну перевірку безпеки системи, роблячи її неефективною.

Додаткові витрати

Проте хеш-орієнтоване рішення означає надзвичайно дорогі транзакції.

Генерація дійсної транзакції вимагає пошуку серед мільярдів можливих кандидатів, процес, який, за оцінками Леві, коштуватиме від $75 до $200 при використанні звичайних хмарних GPU. Наразі вартість надсилання транзакції біткоїна через блокчейн становить близько 33 центів.

Система також має практичні труднощі. Транзакції QSB не проходили б через звичайний блокчейн Біткоїна, як типові платежі. Натомість користувачам, ймовірно, доведеться надсилати їх безпосередньо шахтарям, готовим їх обробляти.

Вони також не працюють із швидшими та дешевшими шарами, такими як Lightning Network, і є значно складнішими у створенні. Генерація транзакції вимагала б передачі об’ємних обчислень на зовнішнє обладнання, замість просто підписання та надсилання з гаманця.

Леві описує схему як «заходи у крайньому разі», а не як заміну оновленням на рівні протоколу. Пропозиції, такі як BIP-360, які мають на меті впровадження квантово-стійких схем підпису через софт-форк, залишаються більш масштабованим довгостроковим рішенням, але можуть зайняти роки для активації.

Терміни активації BIP-360 залишаються невизначеними. Учасники ринку Polymarket оцінюють ймовірність її впровадження цього року як низьку, а історія управління Bitcoin не свідчить про термінову необхідність — впровадження Taproot від ідеї до запуску зайняло близько семи з половиною років. З іншого боку, зрілі квантові комп’ютери, які здатні зламати шифрування, що захищає мережу, також не з’являться завтра.

QSB натомість пропонує інше: спосіб пережити квантовий злам, використовуючи сьогоднішні правила, якщо користувачі готові за це платити.