Сможет ли Bitcoin выжить в эпоху квантовых компьютеров? Исследования современных аппаратных кошельков

Защита криптовалюты от квантовых компьютеров

Может ли аппаратный кошелек Bitcoin, который у вас уже есть, защитить вашу криптовалюту от будущих квантовых компьютеров? Новые исследования показывают, что существующие устройства могут быть более адаптируемыми, чем считалось ранее. В своем обновлении от 5 ноября компания Blockstream, занимающаяся инфраструктурой Bitcoin, представила эксперименты, демонстрирующие, что аппаратные кошельки от Ledger, Trezor, BitBox и собственная линейка Jade могут генерировать постквантовые подписи без необходимости в совершенно новом оборудовании.

Криптография Bitcoin и угроза квантовых компьютеров

Bitcoin использует криптографию на основе эллиптических кривых для авторизации транзакций. Цифровые подписи подтверждают, что кто-то контролирует закрытый ключ, связанный с тратимыми монетами. Достаточно мощный квантовый компьютер, работающий по алгоритму Шора, теоретически мог бы извлечь закрытые ключи из открытых, что потенциально позволило бы злоумышленникам украсть средства. Однако современные квантовые компьютеры, как известно, не обладают необходимыми возможностями для взлома криптографии Bitcoin.

Угроза также варьируется в зависимости от типов кошельков. Некоторые адреса Bitcoin скрывают открытые ключи за хэшами до тех пор, пока монеты не будут потрачены, в то время как более старые адреса и некоторые современные типы выходов открыто показывают открытые ключи. Исследователи ранее расходились во мнениях относительно масштаба квантовой уязвимости Bitcoin, особенно в отношении старых монет и вероятности появления мощных квантовых компьютеров в ближайшее время. Следовательно, задача заключается в подготовке инфраструктуры безопасности Bitcoin до того, как такие машины станут практичными.

Эксперименты Blockstream

Первоначальный эксперимент Blockstream от 19 августа оценивал пять схем подписи на основе хэширования на нескольких моделях аппаратных кошельков. Устройства включали Jade Plus, Trezor Safe 3, 5 и 7, две модели Ledger и BitBox02 Nova. Каждое протестированное устройство успешно сгенерировало постквантовые подписи с использованием экспериментальных реализаций. Компактная конфигурация SHRINCS, производящая подписи размером 324 байта, требовала примерно 22–42 секунды для подписи, при этом Jade Plus зафиксировала 21,75 секунды. Хотя это значительно медленнее, чем обычные подписи Bitcoin, эти результаты предполагают, что существующее оборудование может выполнять криптографические операции, предназначенные для защиты от будущих квантовых атак.

«Эти выводы дополняют более широкие улучшения безопасности аппаратных кошельков, но тесты не установили полностью квантово-устойчивую прошивку или функциональность кошелька.»

Будущее безопасности Bitcoin

Предложенная Blockstream система SHRINCS использует подписи на основе хэширования вместо того, чтобы полагаться на математику эллиптических кривых, уязвимую для достаточно продвинутых квантовых компьютеров. Ее компактный дизайн решает еще одну важную проблему: квантово-устойчивые подписи часто значительно больше, чем существующие подписи Bitcoin, что потенциально увеличивает транзакционные издержки и потребляет больше места в блоках.

Исследователи уже представили проект Предложения по улучшению Bitcoin, описывающий SHRINCS и его эталонную реализацию. Однако разработчикам Bitcoin все еще необходимо оценить его безопасность, требования к реализации, транзакционные издержки и совместимость с существующей инфраструктурой. Другие предложения используют различные подходы, включая планы по миграции или в конечном итоге ограничению монет, уязвимых к квантовым атакам. Тем временем недавние достижения в области квантовых вычислений усилили обсуждение о том, как быстро Bitcoin должен подготовиться к переходу.