Квантовые вычисления уже много лет остаются для crypto медленно нарастающей проблемой. Существует широкое согласие в том, что сама угроза реальна: если будет создан достаточно мощный квантовый компьютер, математика, защищающая кошельки, перестанет работать. Спорным остается вопрос о том, как перенести сотни миллионов кошельков на новые адреса до того, как это произойдет, особенно если речь идет о давно неактивных счетах, которые могут никогда не увидеть уведомление о миграции. Новая статья, опубликованная компанией по безопасности блокчейна AmericanFortress, утверждает, что этап миграции никогда не был необходим и что пользователям не пришлось бы менять ключи или адреса кошельков.

Миграция адресов всегда была узким местом

Квантовый компьютер, использующий алгоритм Шора, может вывести закрытый ключ непосредственно из соответствующего открытого ключа. Это поставило бы под угрозу раскрытия практически любой существующий криптокошелек. Обычным решением было бы перевести активы на схему подписей, устойчивую к квантовым атакам. Однако это потребовало бы изменения формата открытого ключа, что на практике означает миграцию адресов по каждой участвующей сети.

Проблема, по мнению авторов статьи, в том, что некоторые монеты невозможно мигрировать. Например, 1.1 million BTC, принадлежащие Сатоши, не перемещались с 2010 года. Владельцы миллионов других монет, лежащих в неактивных кошельках, тоже вряд ли будут читать уведомления о миграции. Поэтому вопрос миграции — это не просто техническая деталь: это операционное препятствие, которое может определить, удастся ли вообще охватить все адреса в обращении.

Докажите, что знаете seed, а не подписывайте им

Подход статьи прост по замыслу. Когда кошелек создается, пользователь записывает seed-фразу. Каждый адрес в этом кошельке генерируется из этих слов. Seed — это корень, а адреса — ветви.

Предложение под названием ZKPoSP, или Zero-Knowledge Proof of Seed Provenance, убирает этап подписи и вместо этого требует, чтобы кошелек доказал, что ему известен seed. Для этого используется zero-knowledge proof — способ показать, что утверждение истинно, не раскрывая информацию, которая делает его истинным. В этой схеме кошелек демонстрирует, что знает seed, лежащий в основе адреса, не раскрывая сам seed. Узлы проверяют доказательство и подтверждают транзакцию.

В этой модели адрес остается неизменным. Авторы пишут, что метод не требует миграции адресов и регистрации ключей. Открытый ключ перестает быть слабым местом, поскольку он больше не используется для авторизации расходования средств.

Второй компонент, QBIP32, отвечает за следующий этап. Разные сети используют разную базовую криптографию, включая Bitcoin и Ethereum на secp256k1 и Solana на Ed25519. В статье утверждается, что существующие стандарты дают пригодное квантово-устойчивое доказательство лишь как побочный эффект собственного формата ключей, без единого метода, работающего на разных кривых. QBIP32 предлагается как одна схема деривации, которая может охватывать любую из них. Существующим кошелькам не нужно было бы меняться, а в статье говорится, что текущие стандарты, включая BIP32 и SLIP-10, уже сами по себе поддерживают такие доказательства.

Что еще должно произойти

Авторы описывают свою квантовую защиту как предполагаемую, а не доказанную. Квантового компьютера, на котором можно было бы это проверить, пока не существует.

Более серьезной проблемой остается внедрение. Узлам нужно будет обновиться до того, как какая-либо сеть сможет принудительно применять систему. Кошелькам нужно будет выпустить код для создания доказательств. Пользователям не придется ничего делать только после того, как обе стороны сначала внесут изменения. Кроме того, у AmericanFortress есть патентная заявка и лицензирование SDK, что дает компании коммерческий интерес в распространении этого подхода.

Статья доступна через архив ePrint Международной ассоциации криптологических исследований по адресу