Fremtidige trusler mot Bitcoin-sikkerhet
Fidelity Digital Assets advarer om at fremtidige kvantecomputere kan utlede Bitcoins private nøkler fra eksponerte offentlige nøkler, noe som truer sikkerheten til midlene. Et foreslått hash-basert signatursystem kan styrke sikkerheten, selv om større signaturer vil redusere transaksjonsgjennomstrømningen og komplisere gjenopprettingen av lommebøker.
Behov for oppgradering av sikkerhet
Beskyttelsen av Bitcoins private nøkler kan til slutt kreve erstatning eller supplement, ifølge en analyse fra Fidelity Digital Assets publisert 1. september. Kryptografisk relevante kvantecomputere (CRQCs) eksisterer ikke for øyeblikket, men tilstrekkelig kapable systemer kan undergrave de matematiske antagelsene som sikrer transaksjonsautorisering og sette midler i fare.
«Å minimere nøkkelstørrelsen for å bevare Bitcoins transaksjonsgjennomstrømning forblir en viktig bekymring, selv om virkningen kan være mindre uttalt med tanke på den nåværende tilstanden til en nesten tom mempool.»
Forholdet mellom nøkler og transaksjoner
Private nøkler lar bitcoin-eiere autorisere transaksjoner uten å stole på en mellommann. Lommebøker bruker en privat nøkkel for å produsere en digital signatur som beviser kontroll uten å avsløre den hemmelige nøkkelen. Dette forholdet mellom private nøkler, offentlige nøkler og transaksjonssignaturer danner grunnlaget for Bitcoin-eierskap og selvoppbevaring.
De fleste standard Bitcoin-transaksjoner bruker Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) eller Schnorr-signaturer. Schnorr-signaturer ble tilgjengelige gjennom Taproot, med Bitcoin Improvement Proposal (BIP) 340 som spesifiserer Schnorr-signaturer og BIP 341 som etablerer Taproots utgiftsregler. BIP 341 ble tildelt i januar 2020 før oppgraderingen ble aktivert i 2021.
Trusselen fra kvantecomputere
Begge ordningene er avhengige av vanskeligheten med å løse det elliptiske kurvens diskrete logaritmeproblemet med klassiske datamaskiner. En tilstrekkelig kraftig kvantecomputer som kjører Shor’s algoritme kan løse dette problemet og utlede private nøkler fra tilsvarende offentlige nøkler. Forskning har redusert noen estimater for ressursene som trengs for å angripe elliptisk kurve-kryptografi, noe som bringer debatten om Bitcoins kvantesikkerhet i større fokus.
Fremtidige løsninger
Forskere evaluerer kvante-resistente signatursystemer som er avhengige av hash-funksjoner i stedet for elliptisk kurve-kryptografi. SHRINCS-utkastet spesifiserer en kompakt tilstandsfull signaturbane med en større statsløs fallback. Dens nåværende design spesifiserer en 48-byte offentlig nøkkel, tilstandsfulle signaturer som varierer fra 548 til 4,619 byte, og en 5,777-byte statsløs signatur.
Den tilstandsfulle banen krever at signeringsenheter sporer hvilke engangssignaturnøkler som allerede har blitt brukt. Tapte eller korrupte tilstander forhindrer lommeboken fra å fortsette trygt gjennom den banen, mens SHRINCS» fallback trekker på algoritmer fra National Institute of Standards and Technology’s SLH-DSA-standard publisert 13. august 2024.
«SHRINCS representerer en potensiell vei fremover som en nylig formalisert BIP. Imidlertid antyder Bitcoins tekniske begrensninger og ineffektivitetene knyttet til større kvante-resistente signaturer at en fremtidig løsning kan ligne Bitcoins nåværende tilstand.»
Konsekvenser for nettverkskapasitet
Bitcoins eksisterende signaturer forblir langt mindre enn ledende post-kvante alternativer, noe som skaper en direkte avveining mellom fremtidig sikkerhet og nettverkskapasitet. Større signaturer vil bruke mer blokkplass, øke transaksjonskostnadene i perioder med overbelastning, og begrense hvor mange overføringer gruvearbeidere kan bekrefte.
Andre vurderinger har funnet at noen kvante-sikre signatursystemer kan utvide transaksjonsdataene kraftig. Implementering av SHRINCS eller et annet kvante-resistent system vil kreve nye konsensusregler, potensielt gjennom en bakoverkompatibel myk gaffel. Lommebokleverandører, gruvearbeidere, nodeoperatører, børser og forvaltere må også støtte overgangen.
Fidelity ble med åtte andre finansielle og kryptoselskaper i juli for å finansiere et 15 millioner dollar Bitcoin-sikkerhetsinitiativ som inkluderer kvante-resistens forskning. Fidelity, en finansgigant som forvalter 7,1 billioner dollar i forvaltede eiendeler, har gått inn i Washingtons intensiverte kryptodebatt ved å oppfordre senatorer til å…
