Une idée novatrice de Cory Fields pour contrer les attaques quantiques sur Bitcoin

Proposition de Cory Fields contre le vol quantique

Le développeur Bitcoin Cory Fields a proposé une approche originale pour faire face aux voleurs quantiques : les inciter à risquer leur propre Bitcoin chaque fois qu'ils tentent de dérober celui des autres. Dans un message publié le 4 novembre sur la liste de diffusion des développeurs Bitcoin, Fields a décrit des "mines terrestres quantiques" ainsi que deux types d'enchères conçues pour transformer les attaques sur des portefeuilles vulnérables en paris coûteux. Il a qualifié ces idées d'"expériences de pensée", précisant qu'il ne s'agissait pas d'une mise à jour complète de Bitcoin.

Fonctionnement des clés Bitcoin

Les propriétaires de Bitcoin utilisent une clé privée secrète pour autoriser les transactions, tandis qu'une clé publique correspondante permet au réseau de vérifier leurs signatures sans révéler le secret. Si l'ensemble de l'idée semble complexe, nous avons utilisé l'IA pour générer une vidéo explicative afin de vous aider à mieux la comprendre. Actuellement, les ordinateurs ne peuvent pas raisonnablement déduire cette clé privée à partir de la clé publique. Cependant, un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait utiliser une technique mathématique appelée l'algorithme de Shor pour le faire, permettant ainsi à un voleur de dépenser des pièces comme s'il les possédait.

Risques et solutions proposées

Certaines anciennes sorties Bitcoin ont exposé des clés publiques, et certains formats plus récents les révèlent également. D'autres adresses cachent la clé jusqu'à ce qu'une dépense soit effectuée, ce qui signifie que le risque n'est pas identique pour chaque portefeuille. Les chercheurs désignent l'arrivée hypothétique d'un ordinateur capable de telles attaques par le terme "Q-Day". À ce jour, aucun appareil n'a été démontré publiquement capable de voler du Bitcoin de cette manière, et personne ne sait exactement quand un tel appareil pourrait exister.

Imaginons qu'une personne possède 1 BTC dans un ancien portefeuille potentiellement vulnérable. Avant le Q-Day, cette personne crée une petite sortie Bitcoin séparée et quantiquement sécurisée, contenant une preuve cachée qu'elle contrôlait la clé privée originale pendant que le vol quantique était encore impossible.

Pensons à cela comme à un reçu de propriété scellé. Les personnes extérieures peuvent voir la petite sortie, mais pas la preuve cachée à l'intérieur, ni même qu'il s'agit d'un piège.

Scénario d'attaque et de défense

Maintenant, imaginons qu'un futur voleur utilise un ordinateur quantique pour récupérer la clé privée ancienne de l'utilisateur. Selon les règles suggérées par Fields, le voleur ne peut pas simplement s'emparer de son 1 BTC : il doit ajouter 1 BTC de son propre portefeuille quantiquement sécurisé en tant que garantie. Les deux pièces sont alors regroupées dans une sortie restreinte d'une valeur de 2 BTC. Le voleur doit attendre une période de défi - 30 jours dans l'exemple de Fields - avant de pouvoir dépenser librement. Le propriétaire du portefeuille remarque la transaction et révèle la preuve d'avant le Q-Day. Le réseau permet alors au propriétaire de transférer les 2 BTC complets vers l'adresse quantiquement sécurisée à laquelle il s'est engagé plus tôt : sa pièce originale, plus la garantie du voleur.

L'attaquant n'a aucun moyen de savoir à l'avance quels anciens portefeuilles contiennent ces reçus cachés. Même une récupération de clé quantique réussie pourrait se traduire par une perte de 1 BTC. De plus, le propriétaire du portefeuille aurait également besoin d'une garantie correspondante pour initier un mouvement normal de son ancienne pièce après le Q-Day. S'il n'a pas de BTC de réserve, la même règle destinée à nuire aux voleurs pourrait rendre le déplacement de ses économies difficile.

Mécanismes d'enchères et implications

Fields propose un deuxième mécanisme appelé enchère stakée. Avant le Q-Day, quelqu'un pourrait verrouiller des Bitcoins quantiquement sécurisés et enregistrer secrètement une enchère contre un ancien portefeuille spécifique qu'il s'attend à ce que les voleurs ciblent. Supposons qu'un portefeuille apparemment abandonné détienne 50 BTC. Un futur attaquant essaie de le déplacer et poste 50 BTC supplémentaires en tant que garantie ; pendant la période d'enchères, quelqu'un qui a engagé une enchère à l'avance peut contester la tentative de vol.

Dans l'exemple de Fields, un challenger réussi revendique une partie de la garantie de l'attaquant tandis que les pièces vulnérables originales sont détruites plutôt que remises à l'enchérisseur.

L'objectif est de priver les voleurs d'un paiement fiable, et non de rendre les pièces à un propriétaire manquant.

Sa troisième idée, une enchère de sats, ne nécessite pas de mise préalable. Au lieu de cela, une dépense de pièces vulnérables déclencherait un concours dans lequel l'enchérisseur le plus offrant obtient les pièces moins son enchère, tandis que le deuxième perdant paie son enchère et ne reçoit rien. Cela ressemble à un jeu d'enchères notoire où deux enchérisseurs continuent d'augmenter leurs offres parce qu'aucun ne veut être celui qui perd de l'argent pour rien. Un voleur pourrait éviter de commencer un concours qui pourrait lui coûter plus que les pièces qu'il espérait voler.

Considérations finales

Une réponse proposée au risque quantique est de restreindre les dépenses des portefeuilles obsolètes après une date limite de migration. Cela pourrait prévenir le vol, mais pourrait également verrouiller définitivement des propriétaires légitimes qui n'ont jamais déplacé leurs pièces. Fields explore un compromis différent : garder les anciennes pièces potentiellement dépensables, mais rendre les tentatives de transfert coûteuses et ouvertes à des contestations.

Bitcoin ne peut pas faire la différence entre un propriétaire honnête et un voleur quantique si les deux peuvent produire la même signature valide. Le compromis est sévère, considérant que les propriétaires honnêtes pourraient avoir besoin de dépôts de garantie importants, que les détenteurs inactifs pourraient manquer leur chance de s'opposer, et que les règles d'enchères pourraient brûler des pièces appartenant à des personnes qui sont encore en vie et simplement hors ligne.

Bitcoin aurait d'abord besoin d'un moyen quantiquement sécurisé de détenir et de dépenser des fonds. Les portefeuilles devraient ensuite prendre en charge des engagements de propriété cachés, tandis que les règles de consensus de Bitcoin devraient faire respecter les garanties, les périodes d'attente, les transactions de récupération spéciales et les enchères. Les développeurs devraient également s'accorder sur le moment où les nouvelles règles s'activent, combien de garanties sont requises, et ce qui arrive aux enchères perdantes ou aux fonds restants. Fields pense que certains mécanismes pourraient être introduits par le biais d'un soft fork, un type de changement de règle Bitcoin, mais n'a pas fourni de conception détaillée. À ce jour, aucune de ces protections n'existe dans Bitcoin. Fields n'a publié aucun calendrier de mise en œuvre ou d'activation, et son message original laisse les paiements d'enchères et même le résultat souhaité d'une enchère non résolus.