Blockstream изучает, как Bitcoin может внедрить новые схемы цифровой подписи для защиты сети от потенциальных угроз со стороны будущих квантовых компьютеров: исследовательская команда после сравнения нескольких альтернатив назвала Falcon-1024 ведущим кандидатом среди решетчатых схем.

По данным Wu Blockchain, исследователи компании, занимающейся инфраструктурой Bitcoin, оценили Dilithium, Falcon и Hawk как возможные решетчатые схемы подписи. Решетчатая криптография относится к наиболее широко изучаемым семействам постквантовых алгоритмов и опирается на математические задачи, которые, как считается, останутся сложными даже для квантовых компьютеров. По итогам сравнения был выбран Falcon-1024: команда сочла его удачным балансом компактных подписей, быстрой проверки и зрелых предположений о безопасности.

Почему выделился Falcon-1024

Данная оценка является частью продолжающихся исследований криптографических подходов, которые могут помочь Bitcoin справиться с рисками, связанными с прогрессом квантовых вычислений. Bitcoin сегодня защищает транзакции подписями на эллиптических кривых, и достаточно мощный квантовый компьютер с алгоритмом Шора в принципе способен взломать стоящую за ними математику — именно поэтому схемы подписи находятся в центре дискуссий о готовности сети к квантовой эпохе. Цифровые подписи — основа модели безопасности Bitcoin, и перспектива появления квантовых возможностей уже побудила исследователей изучать альтернативы используемым криптографическим методам.

Из трех рассмотренных решетчатых вариантов Falcon-1024 выделился сочетанием практических характеристик производительности и соображений безопасности. Компактный размер подписей и высокая скорость проверки вошли в число факторов, определивших предпочтение команды.

Однако выявление перспективного кандидата не означает, что технология готова к развертыванию в масштабах Bitcoin. Согласно исследовательскому отчету, ряд технических и практических задач остается нерешенным.

Стандартизация и проблемы кошельков

Одно из препятствий — незавершенная стандартизация. Без готовых стандартов интеграция новой схемы подписи в Bitcoin потребует дополнительной технической работы и оценки, даже несмотря на то, что постквантовые алгоритмы в целом прошли многолетние процедуры проверки, в том числе под руководством Национального института стандартов и технологий США. Исследователи также отметили требования аппаратных кошельков к объему памяти, что может осложнить реализацию на устройствах с ограниченными ресурсами.

Еще одна нерешенная проблема — отсутствие работоспособного механизма деривации открытых ключей. Это создает дополнительное препятствие для адаптации решетчатых подписей к существующей системе управления ключами Bitcoin.

Таким образом, исследование Blockstream разграничивает оценку потенциального долгосрочного решения и выбор подхода, который можно реализовать в ближайшей перспективе.

Хеш-подписи остаются консервативным путем

Несмотря на интерес к решетчатой криптографии, исследователи подчеркнули, что хеш-подписи остаются более консервативным краткосрочным вариантом для Bitcoin. Схемы на основе хешей опираются на хеш-функции, а не на математику эллиптических кривых, наиболее уязвимую к квантовым атакам, поэтому их часто считают консервативным выбором в постквантовом планировании. Такая постановка позиционирует Falcon-1024 как кандидата на рассмотрении, а не как немедленную замену существующей системы подписи сети.

Потенциальным подходом в будущем может стать и гибридное развертывание, позволяющее объединить различные криптографические методы. Однако исследовательский отчет не устанавливает график внедрения и не подтверждает, что Bitcoin примет Falcon-1024.

На данный момент оценка Blockstream подчеркивает как потенциал решетчатых подписей, так и предстоящую практическую работу, включая стандартизацию, совместимость с аппаратными кошельками и деривацию открытых ключей.