Bitcoin potwierdził pierwszą transakcję w sieci głównej przy użyciu metody Quantum-Safe Bitcoin badacza Avihu Levy'ego 26 sierpnia, według StarkWare.
Podsumowanie
- Sieć główna Bitcoina potwierdziła pierwszą transakcję QSB bez modyfikowania zasad konsensusu ani soft forka.
- QSB zastępuje założenia bezpieczeństwa oparte na krzywych eliptycznych zabezpieczeniami opartymi na haszowaniu, zaprojektowanymi tak, aby wytrzymać ataki z użyciem algorytmu Shora.
- Wygenerowanie każdego wydatku QSB wymaga około 75–150 dolarów na obliczenia w chmurze GPU poza łańcuchem przed wysłaniem transakcji.
- Niestandardowe transakcje QSB omijają zwykłe przekazywanie przez mempool i wymagają bezpośredniego przesłania do uczestniczącego górnika.
- QSB chroni starsze wyjścia, ale nie zabezpiecza Taproot, kanałów Lightning ani wcześniej ujawnionych kluczy.
Wydobyta transakcja wykazała, że QSB może działać w ramach istniejących zasad konsensusu Bitcoina. Nie wymagała nowych opkodów, soft forka ani zmian w węzłach Bitcoina.
Transakcja Bitcoin przesuwa bezpieczeństwo w kierunku haszowania
Standardowe transakcje Bitcoin opierają się na podpisach wykorzystujących kryptografię krzywych eliptycznych. Odpowiednio potężny odporny na błędy komputer kwantowy uruchamiający algorytm Shora mógłby teoretycznie obliczyć klucz prywatny z ujawnionego klucza publicznego.
QSB zmienia założenia bezpieczeństwa dla konkretnego wyjścia. Wykorzystuje zobowiązania oparte na haszowaniu i zagadkę hasz-do-podpisu, zamiast polegać na trudności rozwiązania logarytmu dyskretnego na krzywej eliptycznej.
Metoda wykorzystuje istniejące operacje weryfikacji ECDSA Bitcoina jako nośnik, ale jej bezpieczeństwo pochodzi z odporności na preimage RIPEMD-160. Opublikowana implementacja szacuje około 118-bitową odporność na drugi preimage przeciwko atakującemu używającemu algorytmu Shora.
QSB nie wykorzystuje technologii dowodów STARK firmy StarkWare. Jednak oba podejścia w dużym stopniu polegają na funkcjach haszujących. Jak wcześniej informowano, zk-STARK-i unikają założeń bezpieczeństwa opartych na krzywych eliptycznych, jednocześnie generując większe dowody niż wiele systemów zk-SNARK.
QSB wymagało obliczeń poza łańcuchem i dostępu do górnika
Tworzenie wydatku QSB polega na poszukiwaniu parametrów transakcji, których wynikowy hasz RIPEMD-160 może być zinterpretowany jako ważny podpis w formacie DER. Znalezienie odpowiedniego wyniku wymaga około 2462^{46} prób haszowania.
Repozytorium Levy'ego szacuje, że koszt poszukiwań wynosi od 75 do 150 dolarów przy użyciu procesorów GPU w chmurze. Artykuł badawczy dopuszcza szerszy zakres od 75 do 200 dolarów ze względu na niepewność implementacji i opisuje koszt bardziej ogólnie jako kilkaset dolarów.
Te liczby obejmują obliczenia poza łańcuchem, a nie opłatę sieciową Bitcoina. Każda transakcja wymaga własnych poszukiwań, chociaż pracę można podzielić na kilka procesorów GPU.
Transakcje QSB przekraczają również standardowe limity polityki przekazywania Bitcoina. Zwykłe węzły normalnie nie propagują ich przez publiczny mempool. Usługa Slipstream firmy MARA zapewniła bezpośrednią trasę do górnika dla pierwszej transakcji w sieci głównej.
Transakcja nie czyni Bitcoina odpornym na kwanty
Potwierdzona transakcja dowodzi, że zasady konsensusu Bitcoina akceptują konstrukcję QSB. Nie ustanawia to, że Bitcoin, wszystkie istniejące adresy ani szerszy ekosystem portfeli stały się odporne na ataki kwantowe.
QSB współpracuje z dziedzicznymi skryptami sprzed SegWit. Nie chroni bezpośrednio wyjść Taproot ani kanałów Lightning Network. Monety muszą również wejść do wyjścia QSB poprzez konwencjonalną transakcję, zanim otrzymają ochronę opartą na haszowaniu.
Ta migracja tworzy ważne ograniczenie. Jeśli transakcja źródłowa ujawnia klucz publiczny, podczas gdy zdolny atakujący kwantowy już istnieje, atakujący może celować w monety przed potwierdzeniem. Adresy z kluczami publicznymi ujawnionymi przez wcześniejsze wydatki pozostają poza ochroną QSB, chyba że posiadacze przeniosą je wcześniej.
Specjalista od Bitcoina Daniel Batten wcześniej opisał szersze twierdzenia, że QSB już czyni Bitcoina odpornym na kwanty, jako „przesadę”, powołując się na jego niezdolność do rozwiązania problemu uśpionych monet i wcześniej ujawnionych kluczy publicznych.
Protokołowy upgrade Bitcoina pozostaje w fazie badań
Levy opisuje QSB jako „środek ostateczny”, a nie skalowalny zamiennik zwykłych transakcji Bitcoin. Koszt obliczeniowy tej metody, duże skrypty i poleganie na bezpośrednim przesyłaniu do górników czynią ją nieodpowiednią do normalnego wolumenu płatności.
„To, co dzisiejsza udana transakcja oferuje Bitcoinowi, to zapewnienie, że zasoby mogą być chronione, zanim to nastąpi” – powiedział Eli Ben-Sasson, dyrektor generalny StarkWare, odnosząc się do możliwego miękkiego forka.
Ta ochrona pozostaje warunkowa, jeśli posiadacze przeniosą monety do kompatybilnych wyjść, zanim komputer kwantowy będzie mógł zaatakować istniejące podpisy. Żaden kryptograficznie istotny komputer kwantowy zdolny do złamania kluczy Bitcoina nie został publicznie zademonstrowany.
Deweloperzy osobno rozważają BIP-360, który proponuje wyjścia Pay-to-Merkle-Root zaprojektowane w celu zmniejszenia długoterminowej ekspozycji na ataki kwantowe. W przeciwieństwie do QSB, przyjęcie tego projektu wymagałoby zmiany protokołu Bitcoin.
Kolejne kroki obejmują niezależny przegląd kodu QSB, dalsze testy na mainnecie oraz prace nad bardziej skalowalnymi postkwantowymi systemami podpisów. Transakcja zapewnia działające rozwiązanie awaryjne, ale nie eliminuje potrzeby migracji na poziomie sieci.
