主なポイント

StarkWareが、ビットコインのメインネット上でマイニングされたQSBトランザクションを公開しました。

QSBは現時点で、GPUによる計算処理とマイナーへの直接送信を必要とします。

SHRINCSのドラフトにはBIP番号が付与されておらず、セキュリティ証明も未完成です。

ビットコイン保有者が今日時点で対応すべき事項はありません。

1つのトランザクション方式と1つの署名提案

StarkWareがBitcoin ScriptでQSBを構築した方法

十分な能力を持つ量子コンピューターがショアのアルゴリズムを実行すれば、公開鍵からビットコインの秘密鍵を導出し、署名を偽造できる可能性があります。公に知られているマシンは、その能力にはるかに及びません。QSBは、既知の量子アルゴリズムによる影響の受け方が異なるハッシュ関数を基盤とする緊急対応策を探るものです。

送信者は、Bitcoin Scriptの条件を満たすパラメータを求めて、オフチェーンで集中的な探索を行います。見つかったパラメータは、コインに対する追加のハッシュベースのロックを生成します。StarkWareの公式説明がこの手法を解説しており、オンチェーンのトランザクションがビットコイン上での試験を記録しています。

最初の実用上の障害は、マイニングの前に現れました。公開ノードは一般的にこのスクリプト形式の中継を拒否するため、StarkWareはMARAのSlipstreamサービスを通じてトランザクションを送信しました。Slipstreamは適格なトランザクションをマイナーに直接送付し、ビットコインのコンセンサスルールはその結果を受け入れました。

この探索にはコストもかかります。プロジェクトのオープンソースリポジトリは、文書化されたセットアップでのクラウドGPUのコストを75ドルから150ドルと推定しています。StarkWareは直近の実行コストを数百ドルとしています。クラウドの価格、ハードウェア、探索時間が、このばらつきの要因の一部です。

QSBはタイミングにも依存します。関連する公開鍵は、コインが追加のロックに到達するまで秘匿されたままでなければなりません。Pay-to-Public-Key-HashおよびネイティブSegWitのアドレスは、通常、支払い時点でその鍵を開示します。Taprootの出力や古いPay-to-Public-Keyの出力は、それより早く公開します。保護トランザクションの前に公開鍵が公開済みだったアドレスは、QSBの適用範囲外です。

今回の発表で特定されているのは、マイニング済みの1件のトランザクションです。これを再現するには、プロジェクト専用のツール、大規模な計算、およびマイナーへの直接送信サービスへのアクセスが必要です。保護された出力を作成し、後からそれを使用する標準ウォレットのワークフローは、まだ公開されていません。

SHRINCSがビットコインに署名候補を提供

SHRINCS（Shrunken SPHINCSの略）は、ビットコインのブロックスペースの制限とハードウェアウォレットの制約を対象に設計された署名方式です。Blockstreamの研究概要がこのプロジェクトを紹介しています。完全な仕様書には現時点で「BIP: ?」「Status: Draft」「Assigned: ?」と記載されています。同文書はまた、セキュリティ証明を未完成として明記しています。

提案されている公開鍵は48バイトです。ステートフル署名は署名パスに応じて548バイトから4,619バイトの範囲になります。ステートレスのリカバリー署名は5,777バイトに達します。TaprootのSchnorr署名は64バイトです。

以前のSHRINCSの実装は、3月にLiquid上でデモンストレーションされました。Liquidは独自のネットワークルールを持つビットコインのサイドチェーンです。8月の仕様書は、レビュー担当者にビットコイン向けのより完全な提案を提示しています。ビットコインノードには現時点でSHRINCSの検証コードが含まれていません。

コンパクトな署名にメモリが必要な理由

コンパクトなSHRINCS署名はそれぞれ、使い捨ての署名スロットを1つ新たに消費します。ウォレットは使用済みのすべてのスロットを記録しなければなりません。古いデバイスのバックアップを復元すると、その記録が巻き戻され、スロットが再利用される恐れがあります。仕様書は、再利用により攻撃者が署名を偽造するのに十分な情報を得る可能性があると警告しています。

専用ハードウェアは、通常の運用中にカウンターを維持できます。デバイスの紛失やカウンターが不確実な場合には、ステートレスのリカバリーパスが作動します。このパスはコインへのアクセスを維持します。その5,777バイトの署名はかなり多くのブロックスペースを消費し、トランザクション手数料を増加させるでしょう。

ウォレット開発者は、デバイスの復元、マルチシグネチャの調整、署名の中断といった状況でもカウンターが維持されることを証明する必要があります。レビュー担当者は、互換性のない実装についても検証する必要があります。この方式がビットコインの提案プロセスを進むには、独立した暗号解析により欠けた証明を完成させなければなりません。

ビットコインには依然としてネットワーク全体の計画が必要

ネットワーク全体の計画には3つの要素が必要です。

QSB：現在のビットコインノードに受け入れられる特殊なトランザクション方式。

SHRINCS：プロトコルレビューの対象となる署名フォーマットの候補。

BIP-361：量子コンピューターに脆弱な署名から資金を移動させるための提案プロセス。

当チームは以前、BIP-361におけるビットコインの5年間の量子移行計画案を検証しました。その日程は、承認されたポスト量子署名の標準と出力タイプに依存します。SHRINCSは署名の構成要素について1つの候補を提供します。BIP-361の時計が動き始める前には、開発者がその出力を定義し、実装し、コードをレビューし、ネットワークの支援を確保する必要がまだあります。

QSBは、今日のルールの下で利用可能な特殊なトランザクションパスを使用するため、その提案された日程の枠外にあります。幅広い保護を実現するには、ウォレット、取引所、カストディアンが一貫してサポートできるソフトウェアが必要です。

ビットコイン保有者が今日取るべき対応

稼働中のアップグレード、サポートされたポスト量子アドレス形式、活性化日はいずれも存在しません。ビットコインウォレットは通常どおり機能し続けています。QSBには研究用のツールが必要であり、SHRINCSは引き続き技術レビュー中です。

『至急の量子アップグレード』に関する一方的なメッセージは、疑わしいものとして扱ってください。これらのプロジェクトが公開しているのは研究資料のみです。ビットコインやシードフレーズを要求するメッセージは、詐欺の警告サインです。長期保有者は、自身のカストディアンが量子研究、公開鍵の露出、将来のウォレットアップグレードをどのように追跡しているかを尋ねることができます。

研究者が今後証明すべきこと

QSBには今後、独立した再現、セキュリティレビュー、完全なウォレット方式のライフサイクルが必要です。マイナーへのアクセスがより容易になれば、研究者が単発のデモンストレーションを超えてトランザクションを繰り返せるかどうかが決まります。

SHRINCSには、完成したセキュリティ証明、外部の暗号解析、BIP番号の割り当て、展開ルール、ハードウェアウォレットのテストが依然として必要です。その後、ネットワークへの提案はビットコインの公開レビューとコンセンサス形成のプロセスに入ることになります。

通常のウォレットによるサポートこそが、ユーザーにとって重要な敷居です。そこに到達するには、レビュー済みの暗号技術、安定したソフトウェア、調整された展開が必要です。8月26日の公開により、研究者は今すぐ公開の場で検証に挑戦できるコードと仕様を手にしました。