Blockstream представляет SHRIMPS: цифровые подписи Bitcoin, устойчивые к квантовым компьютерам

• Стандарт Blockstream создает подписи объемом ~2,564 байта, в то время как стандарт SLH-DSA - 7,872 байта.

• По данным Google, вычислительные ресурсы, необходимые для взлома BTC, на 20% меньше, чем предполагалось ранее.

Blockstream Research, исследовательское подразделение компании, основанной Адамом Бэком, 30 марта объявила о запуске SHRIMPS, новой схемы цифровой подписи, устойчивой к квантовым компьютерам.

Эта схема применяется при подписании транзакций Bitcoin: каждый раз, когда пользователь авторизует перевод средств из своего кошелька, он генерирует цифровую подпись, подтверждающую, что он является владельцем этих средств. SHRIMPS заменит текущий алгоритм подписи (называемый ECDSA) на алгоритм, устойчивый к квантовым компьютерам, и предназначен для работы в средах с несколькими устройствами.

Согласно ее технической документации, новая схема создает подписи объемом примерно 2,564 байта с уровнем безопасности 128 бит, «в три раза компактнее, чем SLH-DSA», стандарт постквантовой подписи, одобренный Национальным институтом стандартов и технологий ( NIST) США в 2024 году, который создает подписи объемом 7,872 байта, и который исследователи использовали в качестве эталона для сравнения. Подписи Schnorr, представленные с Taproot в 2021 году, имеют размер ровно 64 байта.

Важный момент заключается в том, что в Bitcoin размер имеет значение, поскольку каждая транзакция, включающая подпись, и более крупные подписи занимают больше места в каждом блоке. При блоках фиксированного размера, более крупные подписи означают меньше транзакций в блоке, что потенциально может привести к более высоким комиссиям для пользователей и большим требованиям к хранилищу для узлов, поддерживающих сеть.

Подписи алгоритма ECDSA, используемого Bitcoin сегодня, весят от 70 до 75 байт; любой постквантовый алгоритм предполагает значительное увеличение этого размера, поэтому его уменьшение является приоритетной технической задачей.

Конкретный пример иллюстрирует проблему. Компания BTQ Technologies недавно запустила тестовую сеть Bitcoin с постквантовыми подписями, основанными на стандарте ML-DSA от NIST, и размер этих подписей потребовал увеличения максимального размера каждого блока с 4 МБ основной сети до 64 МБ для поддержания ее нормальной работы. SHRIMPS направлена на снижение этого воздействия.

Инфографика о том, как квантовые вычисления могут повлиять на Bitcoin. Источник: CriptoNoticias.

Объявление компании Blockstream совпало с публикацией компанией Google Quantum AI исследования, которое снижает почти в 20 раз вычислительные ресурсы, необходимые для взлома криптографии, защищающей Bitcoin, о чем сообщало CriptoNoticias.

Исследование Google показало, что квантовый компьютер может получить закрытый ключ транзакции Bitcoin примерно за девять минут, что меньше, чем среднее время подтверждения блока. Это технически делает возможным перехват транзакций в процессе, прежде чем они будут записаны в блокчейн.

Что такое SHRIMPS и какую проблему он решает?

В декабре 2025 года компания Blockstream Research представила SHRINCS, схему постквантовой подписи, основанную на функциях хеширования (которые считаются устойчивыми к квантовым атакам, поскольку не зависят от математических проблем, которые алгоритм Шора может решить), способную создавать подписи объемом всего ~324 байта.

Основным недостатком SHRINCS была его производительность: он был разработан для эффективной работы на одном устройстве. Если пользователь хотел восстановить свой кошелек на другом устройстве (обычный сценарий при использовании аппаратных кошельков и резервных копий), эта система не могла надежно передавать состояние, что приводило к созданию подписей объемом в несколько килобайт, что нивелировало все преимущества по размеру.

SHRIMPS, новая схема от Blockstream, решает именно эту проблему, позволяя нескольким устройствам или независимым кошелькам, загруженным с одним и тем же seed-ключом, создавать подписи объемом 2564 байта автономно.

SHRIMPS основан на SPHINCS+, стандарте подписи, одобренном NIST, и основанном на функциях хеширования, безопасность которого основана на математических свойствах, изучаемых на протяжении десятилетий, в отличие от более новых и менее проверенных подходов, таких как решетки или изогении.

На этой основе, SHRIMPS работает с двумя типами подписей: компактной, для первого подписания на устройстве, и резервной, для последующих использований. Каждое устройство автоматически выбирает, какой тип использовать, в зависимости от своей внутренней истории. Согласно технической документации, схема разработана для поддержки до 1024 различных устройств, работающих с одним и тем же ключом.

Изображение автоматически переведено с помощью Google Translate. Источник: devingbitcoin.

Что это означает для пользователей Bitcoin?

С SHRIMPS пользователь, имеющий несколько устройств, настроенных с использованием одного и того же seed (например, основной аппаратный кошелек и резервная копия), может подписывать постквантовые транзакции с любого из них без синхронизации между устройствами.

Основным ограничением является то, что каждое устройство должно вести внутреннюю запись о том, сколько раз оно подписывало. Если эта запись теряется из-за сбоя или сброса, устройство будет использовать часть бюджета компактных подписей при перезапуске. В технической документации уточняется, что превышение этого бюджета не приводит к резкому ухудшению безопасности, а постепенно ее снижает.

Схему также можно комбинировать с SHRINCS. Основное устройство будет создавать подписи размером 324 байта с помощью SHRINCS, в то время как любое резервное устройство будет использовать SHRIMPS для создания подписей размером 2564 байта, чтобы избежать использования более тяжелой резервной схемы.

Хотя это система с явными ограничениями, она пытается решить проблему размера подписей и устойчивости к квантовым вычислениям одновременно.

Blockstream также тестирует квантово-устойчивые решения в своей боковой цепи Bitcoin

SHRIMPS – это не первое квантово-устойчивое решение, разработанное Blockstream Research. Как сообщалось CriptoNoticias 3 марта, компания заявила, что передала первые транзакции, подписанные с помощью SHRINCS в сети Liquid, боковой цепи Bitcoin, управляемой Blockstream.

Для этого теста не потребовалось изменять правила консенсуса Liquid: это стало возможным благодаря Simplicity, языку смарт-контрактов этой сети, который позволил интегрировать верификатор постквантовых подписей непосредственно в условия расходования.

Однако SHRINCS (и, следовательно, SHRIMPS) – это собственные разработки Blockstream, представленные в конце 2025 и начале 2026 годов, которые ожидают независимой проверки безопасности, в отличие от стандартов NIST, которые прошли годы рассмотрения со стороны международного криптографического сообщества.

Реализация любого из этих подходов на базовом уровне Bitcoin потребует обширного процесса консенсуса между разработчиками, майнерами и операторами узлов, без какой-либо формальной заявки или установленной даты.

Запуск SHRIMPS отражает более широкую тенденцию: по мере того, как сроки появления квантового оборудования, способного атаковать Bitcoin, сокращаются, различные команды в экосистеме ускоряют разработку конкретных решений. Вопрос, который остается открытым, заключается не в том, потребуется ли Bitcoin перейти на постквантовую криптографию, а в том, когда сообщество достигнет консенсуса для этого.

Теги: Bitcoin (BTC) Блокчейн Квантовые вычисления Важные

У вас есть важная информация для наших репортеров? Свяжитесь с нами