Исследователь-одиночка объявляет о прорыве в защите Биткойна от уязвимостей квантовых вычислений

Совершив значительный прорыв, независимый разработчик Авиху Леви представил новый подход к защите транзакций Биткойн от надвигающейся угрозы квантовых компьютеров, и все это без необходимости пересмотра протокола. Это инновационное решение позволяет избежать необходимости мягкого форка или общесетевого консенсуса, отличая его от давно обсуждаемых постквантовых обновлений, которые рекламировались как многолетняя работа. Метод Леви умело использует возможности криптографии на основе хеша, используя алгоритм RIPEMD-160, который был неотъемлемой частью инфраструктуры Биткойна с момента его создания.

Недавнее возрождение опасений по поводу способности квантовых компьютеров нарушить работу криптографических систем вызвало новый интерес к смягчению так называемой «квантовой угрозы». Исследование Google показало, что порог мощности квантовой обработки, необходимой для компрометации криптографической структуры Биткойна, может быть существенно ниже, чем считалось ранее, что вновь разжигает опасения по поводу сценария «Q-Day», когда квантовые компьютеры потенциально могут разрушить существующие системы шифрования. Зависимость сети Биткойн от алгоритма цифровой подписи на основе эллиптической кривой (ECDSA) делает ее теоретически уязвимой для атак со стороны достаточно мощного квантового компьютера, который может использовать алгоритм Шора для получения доступа к закрытым ключам из открытых ключей.

Текущие предложения по постквантовым обновлениям, такие как BIP 360, требуют широкого сетевого консенсуса, что делает их длительными и сложными в реализации. Напротив, подход Леви предлагает более оптимизированное решение за счет отказа от эллиптических кривых в пользу структуры на основе хеша. Используя методологию подписи, основанную на хеш-функциях, в частности алгоритме RIPEMD-160, транзакции можно проверять с помощью одноразовых подписей, сгенерированных с помощью этих хэш-функций. Эта методология также включает в себя систему одноразовой подписи на основе хэша (HORS), которая теоретически обеспечивает надежную основу для противостояния квантовым атакам, учитывая предположение, что квантовые компьютеры неэффективны при обращении хэш-функций.

Эксперты отмечают, что, хотя квантовые компьютеры могут ориентироваться на эллиптические кривые с помощью алгоритма Шора, их возможности в отношении хеш-функций ограничены такими методами, как алгоритм Гровера, которые, хотя и менее эффективны, все же представляют собой серьезную проблему. Хотя этот подход может снизить уровень безопасности, на практике он делает чрезвычайно трудным взлом. Примечательно, что решение Леви полностью работает в существующих границах протокола Биткойн, придерживаясь ограничений сценария сети, не требуя нового кода операции или изменения протокола.

Исследование, которое в настоящее время считается «доказательством концепции», подчеркивает потенциал Биткойна быть более устойчивым к квантовым угрозам, чем первоначально предполагалось, вызывая дихотомию мнений в сообществе. В то время как некоторые рассматривают такие проблемы как «FUD» (Страх, Неуверенность и Сомнение), другие утверждают, что следует принять меры предосторожности для смягчения потенциальных рисков. Однако осуществимость этого решения сдерживается большими размерами транзакций и затратами, которые варьируются от 75 до 150 долларов США за транзакцию с использованием облачных графических процессоров, что затрудняет развертывание в стандартной сети. Более того, крупномасштабное тестирование в сети еще не проведено, что оставляет место для дальнейшего развития и совершенствования.