Bitcoin bi mogao biti u opasnosti zbog novog kvantnog matematičkog trika koji razbija digitalno vlasništvo

Nije sve u bitcoinu ugroženo kvantnim računalom.

Rudarenje bitcoina, proces kojim se novi blokovi dodaju u blockchain, koristi vrstu matematike zvanu raspršivanje koju kvantna računala ne mogu smisleno razbiti. Sama knjiga i pravilo da se novi bitcoini mogu stvoriti samo rudarenjem preživjeli bi kvantnog napadača. Blokovi bi se i dalje proizvodili, a lanac bi nastavio raditi.

Ono što ne bi opstalo je vlasništvo.

Bitcoin novčanici zaštićeni su drugom vrstom matematike koja tajni privatni ključ pretvara u javnu adresu koju svatko može vidjeti. Matematika radi lako u jednom smjeru, a nikako u drugom, što je jedina stvar koja sprječava stranca da potroši vaše novčiće.

Prvi dio ove serije o kvantnom računanju otišao je u fiziku. Kvantno računalo nije brža verzija običnog računala. To je bitno drugačija vrsta stroja, koja počinje od vrlo hladne, vrlo male metalne petlje u kojoj se čestice ponašaju na način na koji se ne ponašaju nigdje drugdje na Zemlji.

U drugom dijelu opisano je što se događa kada taj stroj usmjerite na bitcoin. Bitcoin novčanici ovise o jednosmjernom matematičkom problemu. Pretvaranje tajnog privatnog ključa u javnu adresu traje nekoliko milisekundi. Drugim putem, od javne adrese natrag do privatnog ključa, običnom bi računalu trebalo dulje od starosti svemira.

Kvantni algoritam nazvan Shorov smanjuje jaz. Googleov rad ovog mjeseca pokazao je da bi se napad mogao izvesti s puno manje resursa nego što je itko ranije procijenio, u prozoru koji se utrkuje s vremenom blokiranja samog bitcoina.

Ovaj članak, posljednji u nizu, govori o odgovoru. Što je zapravo u opasnosti, što je bitcoin učinio po tom pitanju i može li mreža izgrađena da se odupre koordiniranim promjenama koordinirati najveću sigurnosnu nadogradnju u svojoj povijesti prije nego što je hardver uhvati.

Što je izloženo, što je sigurno

Ugroženi bazen je velik.

Otprilike 6,9 ​​milijuna bitcoina, otprilike jedna trećina svega što je ikad iskopano, nalazi se u novčanicima čiji su javni ključevi već trajno vidljivi na lancu. Većina toga je rani bitcoin iz prvih godina mreže, pohranjen u formatu adrese koji je prema zadanim postavkama objavio javni ključ. Također uključuje bilo koji novčanik iz kojeg je ikada potrošeno, jer trošenje otkriva ključ za sve što je ostalo.

Kvantni napadač ne bi se trebao utrkivati ​​protiv transakcije koja je u tijeku. Umjesto toga, mogli su pretraživati ​​novčanike s već otkrivenim ključevima vlastitim tempom, jedan po jedan. Tvorac Bitcoina pod pseudonimom, Satoshi Nakamoto, drži otprilike 1 milijun bitcoina, netaknutih od ranih dana mreže, a ovaj se hrp sada nalazi u kategoriji izloženih.

Nadogradnja Taproota iz 2021. proširila je problem. Taproot je promjena načina na koji bitcoin adrese funkcioniraju s namjerom da transakcije budu učinkovitije i privatnije.

Nuspojava je bila da je svaki bitcoin potrošen otkako je Taproot aktiviran objavio ključ koji štiti sve što je ostalo na toj adresi. To nije bila pogreška, već razuman kompromis u to vrijeme, kada su kvantne vremenske linije izgledale mnogo duže nego sada.

Što se radi?

Iako je kvantna prijetnja izazvala žestoku raspravu posljednjih mjeseci, a drugi blockchaini se pripremaju, ništa konkretno još nije izašlo od programera Bitcoina.

Ethereum, koji se može smatrati jednim od najvećih konkurenata Bitcoinu među institucionalnim ulagačima koji gledaju na kripto tržište, ima formalni kvantno otporni program od 2018.

Zaklada Ethereum vodi četiri tima koji rade na migraciji s punim radnim vremenom, s više od deset nezavisnih razvojnih grupa koje isporučuju tjedne testne mreže. Plan preslikava specifične nadogradnje kroz četiri nadolazeće promjene na cijeloj mreži, premještajući sigurnost Ethereuma na novu matematiku koju kvantna računala ne mogu razbiti. Čak je pokrenuo namjensku web stranicu, pq.ethereum.org, za objavljivanje svog napretka.

Bitcoin do sada nema ekvivalentnu strategiju.

To ne znači da nema nikakvih napora da se to riješi.

Jedan takav službeni prijedlog je BIP-360 od skupine programera i istraživača. Dodao bi nove kvantno sigurne vrste adresa na koje bi vlasnici mogli dobrovoljno migrirati. Konkurentski prijedlog BitMEX Researcha instalirao bi sustav detekcije koji pokreće obrambenu akciju ako se na mreži primijeti kvantni napad.

Međutim, niti jedan nema široku podršku bitcoinovih ključnih programera, a dva prijedloga rješavaju različite polovice problema.

Nic Carter, jedan od istaknutih zagovornika bitcoina, prozvao ga je proteklih mjeseci.

“Kriptografija eliptične krivulje je na rubu zastarjelosti”, napisao je Carter na X, misleći na matematiku koja osigurava bitcoin novčanike. Opisao je Ethereumov pristup kao “najbolji u klasi”, a bitcoinov kao “najgori u klasi”, citirajući programere koji “poriču, rasvjetljuju, čuvaju vrata, zabijaju glave u pijesak” umjesto da se bave problemom.

Adam Back, CEO Blockstreama i istaknuti rani suradnik bitcoina, ne slaže se oko hitnosti, ali se slaže oko smjera.

“Kvantno računalstvo ima još mnogo toga za dokazati. Sadašnji sustavi su u biti laboratorijski eksperimenti”, rekao je Back na konferenciji ranije ovog mjeseca. No također je rekao da bi se bitcoin trebao pripremiti sada, s opcijskim nadogradnjama izgrađenim unaprijed kako bi mreža mogla migrirati kada je to potrebno, umjesto da se koprca u krizi.

Problem koordinacije

Dakle, koji je najveći izazov u implementaciji učinkovitih rješenja protiv kvantne prijetnje Bitcoina?

Migracija Bitcoina teža je od migracije Ethereuma iz razloga koji nisu povezani sa stvarnom matematikom.

Ethereum ima temelj koji financira inženjerski rad i proces upravljanja koji redovito prolazi velike nadogradnje. Bitcoin nema ni jedno ni drugo. Njegova razvojna kultura tretira bilo koji središnji autoritet kao način neuspjeha, a njegov društveni konsenzus drži da bi promjene protokola trebale biti rijetke i teške.

Ti su prethodnici održavali mrežu stabilnom gotovo dva desetljeća, ali također čine kvantni problem strukturalno težim za rješavanje bitcoina.

Migracija 6,9 milijuna izloženih kovanica zahtijeva odluke koje je mreža izbjegavala dvadeset godina. Treba li stare formate adresa zamrznuti nakon određenog datuma kako bi se novčići zaštitili od buduće krađe? Treba li dopustiti da se izloženi novčići premještaju na nove kvantno sigurne adrese koristeći svoje izvorne ključeve? Što se događa s kovanicama čiji vlasnici ne mogu ili ne žele migrirati?

Satoshijevi novčići su najoštriji primjer. Zamrzavanje starih formata štiti novčiće od krađe, ali ih čini trajno nedostupnima, uključujući i Satoshiju. Ostavljanje starih formata otvorenima znači da ti novčići stoje kao stalna nagrada za onoga tko napravi prvo kvantno računalo koje radi ili ima pristup kvantnom računalu i želi napasti.

Postavljanje roka za migraciju prisiljava Satoshija da ili premjesti novčiće, otkrivajući njihovo vlasništvo, ili ih izgubi. Svaka opcija mijenja karakter bitcoina na način na koji ga je mreža povijesno odbijala promijeniti.

Što se dalje događa

Vlastito uokvirivanje Googleovih radova sažetak je položaja industrije.

Uspješan napad na matematičku upotrebu bitcoina “ne bi se trebao smatrati pozivom na buđenje za usvajanje postkvantne kriptografije koliko potencijalnim signalom da usvajanje PQC-a već nije uspjelo.”

To znači da u trenutku kada prijetnja postane vidljiva, prozor za odgovor je možda već zatvoren.

Programeri se sada suočavaju s pitanjem može li mreža izgrađena da se odupre koordiniranim promjenama koordinirati najveću sigurnosnu nadogradnju u svojoj povijesti prije nego što hardver uhvati teoriju.

Osmogodišnja prednost Ethereuma sugerira da je točan odgovor započeti sada. Kultura upravljanja Bitcoinom sugerira da je vjerojatni odgovor čekati dok se prijetnja ne pokaže, a zatim krenuti.

Samo jedan od tih odgovora funkcionira ako se pokaže da je rok kraći od procjene optimista.