StarkWare, firma zajmująca się infrastrukturą blockchain, stojąca za siecią Ethereum layer-2 Starknet, ogłosiła, że pierwsza kwantowo-bezpieczna transakcja Bitcoin została wykopana w sieci głównej Bitcoina. To test sposobu ochrony środków przed przyszłymi atakami kwantowymi bez zmieniania zasad konsensusu sieci.

W wpisie na blogu opublikowanym w środę Starkware podało, że transakcja wykorzystała metodę Quantum-Safe Bitcoin, czyli QSB, opracowaną przez badacza Starkware Avihu Levy'ego. Levy opublikował badania w kwietniu, a inżynier Starkware Tomer Giladi pomógł później przełożyć propozycję na działającą transakcję w sieci głównej.

„Dziś w sieci głównej Bitcoina została wykopana kwantowo-bezpieczna transakcja, która wytrzymuje atak przeciwnika dysponującego działającym komputerem kwantowym” — napisało Starkware. „Posiadacze bitcoinów mają teraz sposób, aby przenieść monety do magazynu, którego komputer kwantowy nie będzie w stanie otworzyć.”

Bitcoin zabezpiecza transakcje za pomocą kryptografii krzywych eliptycznych, którą wystarczająco potężny komputer kwantowy działający na algorytmie Shora mógłby teoretycznie złamać, aby wyznaczyć klucze prywatne i wykraść środki. Nie jest znany żaden komputer kwantowy zdolny do złamania dzisiejszych systemów kryptograficznych, ale ryzyko to jest traktowane poważnie daleko poza branżą krypto: w 2024 roku amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) sfinalizował swoje pierwsze standardy kryptografii postkwantowej, a agencje rządowe, w tym CISA, wezwały organizacje do rozpoczęcia migracji z kryptografii podatnej na ataki kwantowe.

Ochrona Bitcoina może ostatecznie wymagać twardego forka, który wprowadza reguły niezgodne ze starszym oprogramowaniem i może doprowadzić do podziału sieci, albo miękkiego forka, który może wprowadzić nowe reguły, pozostając zgodnym ze starszymi węzłami. Starkware oświadczyło, że soft fork pozostaje preferowanym rozwiązaniem długoterminowym, podczas gdy QSB pozwala chronić indywidualne środki bez czekania na aktualizację sieci.

„Nadal chcę, aby Bitcoin zdecydował się na soft fork i spodziewam się, że go dostaniemy” — powiedział prezes Starkware Eli Ben-Sasson. „To, co oferuje dzisiejsza udana transakcja, to pewność, że środki mogą być chronione, zanim do tego dojdzie.”

Kwestia ta przyciąga coraz większą uwagę, ponieważ badacze oceniają, które zasoby bitcoinów mogą być najbardziej narażone na przyszłe ataki kwantowe. W czerwcu kwantowa rada doradcza Coinbase oszacowała, że z powodu odsłoniętych kluczy publicznych i ponownego wykorzystywania adresów zagrożonych może być około 7 milionów bitcoinów. Szacunek obejmuje monety uważane za przechowywane w adresach z wczesnej ery, w tym te powiązane z pseudonimowym twórcą Bitcoina, Satoshim Nakamoto, których klucze publiczne od dawna są widoczne w łańcuchu.

Zgodnie z informacjami Starkware, Quantum-Safe Bitcoin dodaje drugą, odporną na komputery kwantowe blokadę opartą na funkcjach skrótu, a nie na krzywych eliptycznych. Kryptografia oparta na funkcjach skrótu jest uważana za bardziej odporną na znane algorytmy kwantowe — dlatego funkcje skrótu i postkwantowe schematy podpisów stanowią podstawę większości proponowanych konstrukcji odpornych na ataki kwantowe. QSB wykorzystuje „szlifowanie podpisu” („signature grinding”), czyli obliczenia wykonywane poza łańcuchem w celu znalezienia hasha transakcji, który Bitcoin zaakceptuje jako poprawnie sformatowany podpis.

Starkware przyznało, że QSB nie czyni Bitcoina kwantowo-bezpiecznym, lecz chroni konkretne transakcje za pomocą zabezpieczeń opartych na funkcjach skrótu. Metoda nie chroni adresów z już odsłoniętymi kluczami publicznymi i obecnie wymaga wysyłania transakcji bezpośrednio do górników.

„Tego niesamowitego osiągnięcia nie należy traktować jako przesłania, że «Bitcoin jest przygotowany na zagrożenie kwantowe». Wręcz przeciwnie” — napisał Ben-Sasson na X. „Mam nadzieję, że uwaga, jaką przyciągnie ta znakomita praca, pomoże ludziom usłyszeć jasno i wyraźnie nasz przekaz: Huston, mamy problem, a sposobem na jego rozwiązanie powinno być poważne podejście do poważnych miękkich forków dla [Bitcoina]” — powiedział. „W ten sposób można uniknąć katastrofy i wciąż mamy na to czas.”