Blockstreamは、将来の量子コンピューターによる潜在的な脅威からネットワークを守るため、ビットコインがどのように新しいデジタル署名方式を採用しうるかを研究しており、その研究チームは複数の候補を検討した結果、Falcon-1024を格子暗号ベースの最有力候補として特定しました。

Wu Blockchainによると、同ビットコインインフラ企業の研究者らは、Dilithium、Falcon、Hawkを格子暗号ベースの署名方式の候補として評価しました。格子暗号ベースの暗号は、量子コンピューターでも解くことが困難であると考えられる数学的問題に基づくことから、耐量子アルゴリズムの中で最も広く研究されている系列の一つです。比較の結果、コンパクトな署名、高速な検証、成熟した安全性の前提のバランスに優れるとして、チームはFalcon-1024を支持しました。

Falcon-1024が際立った理由

この評価は、量子コンピューティングの進展に伴うリスクへの対応に役立つ暗号手法に関する継続的な研究の一環です。ビットコインは現在、楕円曲線署名によって取引を保護しており、十分な性能を持つ量子コンピューターがShorのアルゴリズムを実行すれば、その背後にある数学が原理的に破られる可能性があります。そのため、署名方式はネットワークの量子対応議論の中心に位置づけられています。デジタル署名はビットコインのセキュリティモデルの基盤であり、将来の量子能力の可能性を受けて、研究者らは現行の暗号手法に代わる選択肢を検討しています。

検討された3つの格子暗号ベースの選択肢のうち、Falcon-1024は実用的な性能特性とセキュリティ上の考慮事項を兼ね備えて際立ちました。そのコンパクトな署名サイズと高速な検証は、チームの選択を支える要因の一つでした。

しかし、有望な候補を見つけたことが、その技術をビットコイン全体に展開する準備が整っていることを意味するわけではありません。研究概要によると、いくつかの技術的・実装上の題が未解決のまま残っています。

標準化とウォレットの課題

一つの障害は標準化が未完であることです。標準が完成していなければ、新しい署名方式をビットコインに統合するにはさらなる技術作業と評価が必要となります。耐量子アルゴリズム全般は、米国国立標準技術研究所（NIST）が主導した取り組みのような複数年にわたる審査プロセスを経てきましたが、それでも同じです。研究者らはまた、ハードウェアウォレットのメモリー要件にも言及しており、これがリソースの限られたデバイスでの実装を複雑にする可能性があるとしています。

さらに未解決の問題は、実現可能な公開鍵導出方式が存在しないことです。これは、格子暗号ベースの署名をビットコインの既存の鍵管理の仕組みに適応させるうえで、追加の障害となります。

そのためBlockstreamの研究は、潜在的な長期ソリューションの評価と、近い時期に実装できるアプローチの選択とを区別しています。

ハッシュベース署名は依然として保守的な選択肢

格子暗号への関心があるにもかかわらず、研究者らは、ハッシュベース署名がビットコインにとって近期的にはより保守的な選択肢であり続けると強調しました。ハッシュベース方式は、量子攻撃に最も露出している楕円曲線の数学ではなくハッシュ関数から安全性を得ているため、耐量子計画において保守的な選択とみなされることが多いのです。この位置づけにより、Falcon-1024は検討中の候補であり、ネットワークの既存の署名システムの即時の代替ではありません。

ハイブリッド導入も将来の潜在的なアプローチとして浮上する可能性があり、異なる暗号方式を併せて取り入れることが可能になります。しかし、研究概要は導入スケジュールを定めておらず、ビットコインがFalcon-1024を採用することを確認したものでもありません。

現時点で、Blockstreamの評価は、格子暗号ベース署名の可能性と、標準化、ハードウェアウォレットとの互換性、公開鍵導出を含む今後必要となる実務作業の両方を浮き彫りにしています。