Идея разработчика Bitcoin: как сделать квантовые атаки убыточными

Необычное решение для борьбы с квантовыми ворами

Разработчик Bitcoin Кори Филдс предлагает необычное решение для борьбы с потенциальными квантовыми ворами: заставить их рисковать своими собственными Bitcoin каждый раз, когда они пытаются украсть чужие. В посте от 4 ноября на почтовом списке разработчиков Bitcoin Филдс описал концепцию "квантовых мин" и два типа аукционов, предназначенных для превращения атак на уязвимые кошельки в дорогостоящие азартные игры. Он назвал эти идеи "мыслительными экспериментами", а не завершенным обновлением Bitcoin.

Как работают закрытые и открытые ключи

Владельцы Bitcoin используют секретный закрытый ключ для авторизации транзакций. Соответствующий открытый ключ позволяет сети проверять их подписи, не раскрывая секрет. Если вся эта идея кажется слишком сложной для понимания, мы создали видео с помощью ИИ, которое поможет вам разобраться в этом вопросе.

Современные компьютеры не могут вычислить закрытый ключ из открытого. Однако достаточно мощный квантовый компьютер мог бы использовать математическую технику, называемую алгоритмом Шора, чтобы сделать это, потенциально позволяя вору тратить монеты так, как будто они принадлежат ему. Некоторые старые выходы Bitcoin раскрывают открытые ключи, и определенные новые форматы также их раскрывают. Другие адреса скрывают ключ, пока кто-то не потратит, поэтому риск не одинаков для каждого кошелька.

Гипотетический "Q-Day"

Исследователи называют гипотетическое появление компьютера, способного на такие атаки, "Q-Day". В настоящее время ни одна публично продемонстрированная машина не может украсть Bitcoin таким образом, и никто не знает, когда такая машина может появиться.

Концепция квантовых мин

Представьте, что кто-то владеет 1 BTC в старом, потенциально уязвимом кошельке. Перед Q-Day этот человек создает небольшой, отдельный выход Bitcoin, защищенный от квантовых атак, содержащий скрытое доказательство того, что он контролировал оригинальный закрытый ключ, пока квантовое воровство еще было невозможно. Это можно представить как "запечатанный чек на право собственности". Посторонние могут видеть маленький выход, но не доказательства, спрятанные внутри него, или даже то, что это ловушка.

Теперь представьте, что будущий вор использует квантовый компьютер, чтобы восстановить старый закрытый ключ пользователя. Согласно предложенным Филдсом правилам, вор не может просто забрать свои 1 BTC: ему нужно добавить 1 BTC из своего кошелька, защищенного от квантовых атак, в качестве залога. Оба монеты попадают в ограниченный выход на сумму 2 BTC. Вору нужно подождать в течение периода вызова — 30 дней в примере Филдса — прежде чем тратить их свободно. Владельцу кошелька становится известно о транзакции, и он раскрывает доказательство до Q-Day. Сеть затем позволяет владельцу переместить полные 2 BTC на квантово-защищенный адрес, на который он ранее согласился: его оригинальная монета плюс залог вора. Нападающий не может заранее знать, какие старые кошельки содержат эти скрытые чеки. Даже успешное восстановление квантового ключа может обернуться потерей 1 BTC.

Аукционы с залогом и аукцион sats

Филдс предлагает второй механизм, называемый аукционом с залогом. Перед Q-Day кто-то мог бы заблокировать Bitcoin, защищенный от квантовых атак, и тайно зарегистрировать ставку против конкретного старого кошелька, который они ожидают, что воры будут нацеливаться. Предположим, что, по-видимому, заброшенный кошелек содержит 50 BTC. Будущий нападающий пытается переместить его и выставляет еще 50 BTC в качестве залога; в течение периода аукциона кто-то, кто заранее сделал ставку, может оспорить попытку кражи. В примере Филдса успешный оспорщик получает часть залога нападающего, в то время как оригинальные уязвимые монеты уничтожаются, а не возвращаются ставщику. Суть в том, чтобы лишить воров надежного дохода, а не вернуть монеты отсутствующему владельцу.

Его третья идея, аукцион sats, не требует предварительного залога. Вместо этого трата уязвимой монеты вызовет конкурс, в котором самый высокий ставщик получает монеты за вычетом своей ставки, в то время как второй по величине ставщик платит свою ставку и ничего не получает. Это похоже на известную аукционную игру, где два ставщика продолжают повышать свои предложения, потому что никто не хочет быть тем, кто теряет деньги зря. Вор может избежать начала конкурса, который может стоить больше, чем монеты, которые он надеялся украсть.

Компромиссы и вызовы

Одним из предложенных ответов на квантовый риск является ограничение расходов из устаревших кошельков после срока миграции. Это может предотвратить кражу, но также может навсегда заблокировать законных владельцев, которые никогда не переместили свои монеты. Филдс исследует другой компромисс: сохранить старые монеты потенциально доступными для расходов, но сделать попытки перевода дорогими и открытыми для оспаривания. Bitcoin не может отличить честного владельца от квантового вора, если оба могут создать одну и ту же действительную подпись. Компромисс серьезен, учитывая, что честным владельцам могут потребоваться большие залоговые депозиты, неактивные держатели могут упустить свой шанс возразить, а правила аукциона могут сжечь монеты, принадлежащие людям, которые все еще живы и просто оффлайн.

Будущее Bitcoin

Сначала Bitcoin должен получить квантово-защищенный способ хранения и расходования средств. Затем кошельки должны поддерживать скрытые обязательства по праву собственности, в то время как правила консенсуса Bitcoin должны обеспечивать залоги, ожидания, специальные транзакции восстановления и аукционы. Разработчики также должны согласовать, когда новые правила вступают в силу, сколько залога требуется и что происходит с проигравшими ставками или оставшимися средствами. Филдс считает, что некоторые механизмы могут быть введены через мягкий форк, тип изменения правил Bitcoin, но не предоставил детального дизайна. Ни одна из этих защит в Bitcoin сегодня не существует. Филдс не опубликовал график реализации или активации, и его оригинальный пост оставляет неопределенными выплаты аукциона и даже желаемый результат аукциона.