Avvertimenti sui Computer Quantistici e Bitcoin
Fidelity Digital Assets avverte che i futuri computer quantistici potrebbero essere in grado di derivare le chiavi private di Bitcoin dalle chiavi pubbliche esposte, mettendo a rischio i fondi degli utenti. Un sistema di firma basato su hash, proposto come soluzione, potrebbe rafforzare la sicurezza, anche se l’adozione di firme più grandi ridurrebbe il throughput delle transazioni e complicherebbe il recupero dei wallet.
Analisi di Fidelity Digital Assets
Secondo l’analisi di Fidelity Digital Assets, pubblicata il 1° settembre, le protezioni delle chiavi private di Bitcoin potrebbero eventualmente necessitare di sostituzione o integrazione. Attualmente, i computer quantistici rilevanti dal punto di vista crittografico (CRQC) non esistono, ma sistemi sufficientemente avanzati potrebbero minare le assunzioni matematiche che garantiscono l’autenticità delle transazioni, mettendo a rischio i fondi.
“Minimizzare la dimensione della chiave per preservare il throughput delle transazioni di Bitcoin rimane una preoccupazione chiave, anche se l’impatto potrebbe essere meno pronunciato considerando l’attuale stato di un mempool quasi vuoto.”
Funzionamento delle Chiavi Private e Pubbliche
Le chiavi private consentono ai proprietari di Bitcoin di autorizzare transazioni senza dover fare affidamento su un intermediario. I wallet utilizzano una chiave privata per generare una firma digitale che dimostra il controllo senza rivelare la chiave segreta. Questa relazione tra chiavi private, chiavi pubbliche e firme di transazione costituisce la base della proprietà e della custodia autonoma di Bitcoin.
Firme e Aggiornamenti di Bitcoin
La maggior parte delle transazioni standard di Bitcoin utilizza l’Elliptic Curve Digital Signature Algorithm o le firme Schnorr. Le firme Schnorr sono diventate disponibili grazie a Taproot, con la Bitcoin Improvement Proposal 340 che specifica le firme Schnorr e la BIP 341 che stabilisce le regole di spesa di Taproot. La BIP 341 è stata approvata nel gennaio 2020, prima che l’aggiornamento fosse attivato nel 2021.
Entrambi gli schemi si basano sulla difficoltà di risolvere il problema del logaritmo discreto della curva ellittica con computer classici. Un computer quantistico sufficientemente potente che esegue l’algoritmo di Shor potrebbe risolvere quel problema e derivare chiavi private dalle corrispondenti chiavi pubbliche.
Ricerca sulla Sicurezza Quantistica
La ricerca ha ridotto alcune stime delle risorse necessarie per attaccare la crittografia a curva ellittica, portando il dibattito sulla sicurezza quantistica di Bitcoin a una maggiore attenzione, anche se i sistemi quantistici esistenti rimangono ben al di sotto della capacità crittograficamente rilevante. I ricercatori stanno valutando sistemi di firma resistenti al quantistico che si basano su funzioni hash piuttosto che sulla crittografia a curva ellittica.
La specifica di bozza SHRINCS combina un percorso di firma compatto e stateful con un fallback stateless più grande. Il suo design attuale prevede una chiave pubblica di 48 byte, firme stateful che variano da 548 a 4.619 byte e una firma stateless di 5.777 byte.
Implicazioni per il Futuro di Bitcoin
La ricerca di Fidelity Digital Assets ha descritto come un futuro aggiornamento di Bitcoin resistente al quantistico potrebbe soddisfare diversi requisiti di sicurezza:
“SHRINCS rappresenta un potenziale percorso avanti come una BIP recentemente formalizzata. Tuttavia, i vincoli tecnici di Bitcoin e le inefficienze associate a firme più grandi resistenti al quantistico suggeriscono che una futura soluzione potrebbe assomigliare allo stato attuale di Bitcoin.”
Le firme esistenti di Bitcoin rimangono di gran lunga più piccole rispetto alle principali alternative post-quantistiche, creando un compromesso diretto tra sicurezza futura e capacità di rete. Firme più grandi consumerebbero più spazio nel blocco, aumenterebbero i costi delle transazioni durante i periodi di congestione e limiterebbero quanti trasferimenti i miner potrebbero confermare.
Conclusioni e Prossimi Passi
Implementare SHRINCS o un altro sistema resistente al quantistico richiederebbe nuove regole di consenso, potenzialmente attraverso un soft fork retrocompatibile. I fornitori di wallet, i miner, gli operatori di nodi, gli exchange e i custodi dovrebbero anche supportare la transizione.
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