StarkWare заявила, что Bitcoin достиг важной вехи в гонке с квантовыми вычислениями. Компания подтвердила, что 26 августа на основной сети Bitcoin была добыта квантово-безопасная транзакция, что стало первой живой демонстрацией конструкции Quantum Safe Bitcoin (QSB).

Эта транзакция показывает, что Bitcoin может поддерживать квантово-устойчивый способ расходования средств без каких-либо изменений в правилах консенсуса. Однако это развитие не делает сеть Bitcoin полностью квантово-безопасной.

Квантовый риск сталкивается с реальной транзакцией Bitcoin

В настоящее время Bitcoin полагается на эллиптическую криптографию для подписей транзакций. Достаточно мощный квантовый компьютер, использующий алгоритм Шора, в конечном итоге может вывести приватные ключи из раскрытых публичных ключей, что потенциально ставит под риск часть запасов Bitcoin.

Риск распределён неравномерно. Публичные ключи уже видны в блокчейне для монет, хранящихся в формате pay-to-public-key (P2PK), который использовался в ранние годы Bitcoin, а любой стандартный адрес раскрывает свой публичный ключ при первой трате. Выходы, чьи публичные ключи ещё не были опубликованы, являются более сложной целью, поскольку атакующему также нужно будет взломать хэш адреса. Считается, что ни один квантовый компьютер сегодня не способен запустить алгоритм Шора против 256-битного эллиптического ключа; исследователи оценивают, что для этого потребуются отказоустойчивые машины масштаба, значительно превосходящего текущее оборудование.

Исследователь StarkWare Avihu Levy разработал Quantum Safe Bitcoin, чтобы устранить эту уязвимость с использованием уже существующих возможностей сценариев Bitcoin. Метод добавляет хэш-ориентированный уровень безопасности, не зависящий от предположений об эллиптической криптографии.

QSB использует технику, называемую signature grinding. Вместо создания обычной подписи на основе приватного ключа отправитель выполняет значительные вычисления, чтобы найти хэш транзакции, соответствующий требуемым условиям. В результате безопасность зависит от стойкости к поиску прообраза хэша, а не от секретности эллиптического приватного ключа.

Дорогостоящий спасательный круг, а не постоянное решение

Прорыв сопровождается существенными ограничениями. Создание транзакции QSB требует дорогостоящих внецепочечных вычислений, а исходное исследование оценивало затраты в несколько сотен долларов при своих допущениях.

Транзакция также использует нестандартный формат. Обычные узлы Bitcoin не ретранслируют её через стандартный процесс mempool, поэтому StarkWare использовала сервис MARA Slipstream для прямой доставки транзакции майнеру. StarkWare по-прежнему считает долгосрочным решением обновление протокола Bitcoin. Компания также участвовала в BIP 360 — предложении, направленном на включение квантово-устойчивой функциональности скриптов Bitcoin через мягкий форк.

Таким образом, демонстрация в mainnet представляет собой практический аварийный вариант, а не полное обновление сети. Тем не менее она переводит защиту Bitcoin от квантовых атак из области исследований в реальное применение и даёт держателям ещё один потенциальный путь до того, как квантовые компьютеры станут способны угрожать существующим криптографическим механизмам.