Blockstream onderzoekt hoe Bitcoin nieuwe digitale handtekeningschema's zou kunnen adopteren om het netwerk te beschermen tegen mogelijke dreigingen van toekomstige kwantumcomputers, en zijn onderzoeksteam heeft Falcon-1024 aangemerkt als de toonaangevende kandidaat op roosterbasis na afweging van verschillende alternatieven.

Volgens Wu Blockchain hebben onderzoekers van het Bitcoin-infrastructuurbedrijf Dilithium, Falcon en Hawk beoordeeld als kandidaat-handtekeningschema's op roosterbasis. Cryptografie op roosterbasis behoort tot de meest bestudeerde families van post-kwantumalgoritmen en is gebaseerd op wiskundige problemen waarvan men aanneemt dat ze zelfs voor kwantumcomputers moeilijk blijven. Hun vergelijking viel in het voordeel van Falcon-1024 uit, dat het team zag als een geschikte balans tussen compacte handtekeningen, snelle verificatie en volwassen veiligheidsaannames.

Waarom Falcon-1024 Uitstak

De evaluatie vormt een onderdeel van lopend onderzoek naar cryptografische benaderingen die Bitcoin zouden kunnen helpen de risico's van vooruitgangen in kwantumcomputing het hoofd te bieden. Bitcoin beveiligt transacties momenteel met elliptische-curve-handtekeningen, en een voldoende krachtige kwantumcomputer die Shor's algoritme uitvoert zou in principe de wiskunde erachter kunnen breken, wat de reden is dat handtekeningschema's centraal staan in de discussies over de kwantumgereedheid van het netwerk. Digitale handtekeningen zijn fundamenteel voor het veiligheidsmodel van Bitcoin, en het vooruitzicht van toekomstige kwantumcapaciteiten heeft onderzoekers aangezet tot het onderzoeken van alternatieven voor de momenteel gebruikte cryptografische methoden.

Van de drie overwogen opties op roosterbasisderscheidde Falcon-1024 zich door een combinatie van praktische prestatiekenmerken en veiligheidsoverwegingen. De compacte handtekeninggroottes en snelle verificatie behoorden tot de factoren die de voorkeur van het team ondersteunden.

Het identificeren van een veelbelovende kandidaat betekent echter niet dat de technologie klaar is om in het hele Bitcoin-netwerk te worden ingezet. Volgens het onderzoeksrapport blijven verschillende technische en implementatie-uitdagingen onopgelost.

Standaardisatie- en Wallet-Hobbelige

Eén obstakel is de onvoltooide standaardisatie. Zonder afgeronde standaarden zou het integreren van een nieuw handtekeningschema in Bitcoin verder technisch werk en evaluatie vergen, ook al hebben post-kwantumalgoritmen in het algemeen al jarenlange beoordelingstrajecten doorlopen, zoals het traject onder leiding van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology. De onderzoekers wezen ook op de geheugenvereisten van hardware wallets, die de implementatie op apparaten met beperkte middelen kunnen bemoeilijken.

Een verder onopgelost probleem is het ontbreken van een werkbaar schema voor openbare-sleutelafleiding. Dit vormt een extra horde voor het aanpassen van roostergebaseerde handtekeningen aan de bestaande sleutelbeheerregelingen van Bitcoin.

Het onderzoek van Blockstream maakt daarom onderscheid tussen het evalueren van een mogelijke langetermijnoplossing en het selecteren van een aanpak die op korte termijn geïmplementeerd zou kunnen worden.

Handtekeningen op Hash-Basis Blijven de Conservatieve Route

Ondanks de interesse in cryptografie op roosterbasis benadrukten de onderzoekers dat handtekeningen op hash-basis de conservatievere optie op korte termijn blijven voor Bitcoin. Schema's op hash-basis ontlenen hun veiligheid aan hashfuncties in plaats van aan de elliptische-curve-wiskunde die het meest kwetsbaar is voor kwantaanvallen, wat de reden is dat ze in post-kwantumplanning vaak als de conservatieve keuze worden behandeld. Dat kader positioneert Falcon-1024 als een kandidaat in overweging in plaats van een directe vervanging van het bestaande handtekeningsysteem van het netwerk.

Een hybride inzet zou ook een potentiële toekomstige aanpak kunnen worden, waarbij verschillende cryptografische methoden samen worden opgenomen. Het onderzoeksrapport stelt echter geen implementatieschema vast, noch bevestigt het dat Bitcoin Falcon-1024 zal adopteren.

Voor nu onderstreept de evaluatie van Blockstream zowel de potentie van roostergebaseerde handtekeningen als het praktische werk dat nog voor de deur ligt, waaronder standaardisatie, compatibiliteit met hardware wallets en openbare-sleutelafleiding.