StarkWare ha annunciato che Bitcoin ha raggiunto un traguardo importante nella sua corsa contro il calcolo quantistico. L'azienda ha confermato che il 26 agosto una transazione a prova di quantum è stata minata sulla mainnet di Bitcoin, segnando la prima dimostrazione dal vivo della sua costruzione Quantum Safe Bitcoin (QSB).

La transazione dimostra che Bitcoin può supportare un metodo di spesa resistente al quantum senza alcuna modifica alle proprie regole di consenso. Lo sviluppo, tuttavia, non rende la rete Bitcoin completamente a prova di quantum.

Il rischio quantistico incontra una transazione Bitcoin dal vivo

Attualmente Bitcoin si affida alla crittografia a curva ellittica per le firme delle transazioni. Un computer quantistico sufficientemente potente che esegua l'algoritmo di Shor potrebbe alla fine derivare le chiavi private dalle chiavi pubbliche esposte, mettendo potenzialmente a rischio parte dei Bitcoin detenuti.

L'esposizione non è uniforme. Le chiavi pubbliche sono già visibili on-chain per le monete detenute nel formato pay-to-public-key (P2PK) utilizzato nei primi anni di Bitcoin, e qualsiasi indirizzo standard rivela la propria chiave pubblica la prima volta che effettua una spesa. Gli output le cui chiavi pubbliche non sono ancora state pubblicate sono obiettivi più difficili, perché un attaccante dovrebbe anche violare l'hash dell'indirizzo. Si ritiene che nessun computer quantistico oggi sia in grado di eseguire l'algoritmo di Shor contro una chiave a curva ellittica a 256 bit; i ricercatori stimano che ciò richiederebbe macchine fault-tolerant su una scala ben superiore all'hardware attuale.

Il ricercatore di StarkWare Avihu Levy ha sviluppato Quantum Safe Bitcoin per affrontare questa vulnerabilità utilizzando le capacità di scripting esistenti di Bitcoin. Il metodo aggiunge un livello di sicurezza basato sugli hash che non dipende dalle assunzioni della curva ellittica.

QSB utilizza una tecnica chiamata signature grinding. Invece di produrre una firma convenzionale con chiave privata, il mittente esegue un calcolo sostanziale per trovare un hash di transazione che soddisfi le condizioni richieste. La sicurezza risultante dipende dalla resistenza alla preimmagine degli hash anziché dalla segretezza di una chiave privata a curva ellittica.

Un salvagente costoso, non una soluzione definitiva

La svolta presenta limitazioni significative. Produrre una transazione QSB richiede un calcolo off-chain costoso, con la ricerca originale che stima costi di diverse centinaia di dollari secondo le proprie assunzioni.

La transazione utilizza inoltre un formato non standard. I nodi Bitcoin ordinari non la inoltrano attraverso il normale processo di mempool, quindi StarkWare si è affidata al servizio Slipstream di MARA per consegnare la transazione direttamente a un minatore. MARA, una delle più grandi società di mining di Bitcoin quotate in borsa, ha lanciato Slipstream nel marzo 2024 come canale di invio diretto per transazioni di grandi dimensioni o non standard che la rete di inoltro standard non trasporta.

StarkWare continua a preferire un aggiornamento del protocollo Bitcoin come soluzione a lungo termine. L'azienda ha inoltre partecipato a BIP 360, una proposta volta ad abilitare funzionalità di script Bitcoin resistenti al quantum tramite un soft fork. Un tale fork richiederebbe un ampio sostegno da parte degli operatori di nodi e dei minatori, un processo di consenso che nella storia di Bitcoin ha tendenzialmente seguito dibattiti pubblici prolungati piuttosto che decisioni rapide.

La dimostrazione sulla mainnet rappresenta quindi un'opzione di emergenza pratica piuttosto che un aggiornamento completo della rete. Ciononostante, porta la protezione Bitcoin resistente al quantum dalla ricerca all'esecuzione nel mondo reale e offre ai detentori un altro potenziale percorso prima che i computer quantistici diventino capaci di minacciare le protezioni crittografiche esistenti. Le questioni aperte che attendono sono concrete: di quanto potranno diminuire i costi del grinding con il perfezionamento della tecnica e come avanzerà BIP 360 nel processo di revisione aperta di Bitcoin.