Квантово-защищенный биткоин теперь возможен без мягкой вилки, но стоит 200 долларов за транзакцию, как показало новое исследование.

Исследователь StarkWare опубликовал то, что, по его словам, является первым методом обеспечения квантовой безопасности транзакций биткоина в действующей сети сегодня, без каких-либо изменений в протоколе Bitcoin. Однако, эта схема стоит до 200 долларов за транзакцию и разработана как мера чрезвычайной помощи, а не как постоянное решение.

В статье, опубликованной на этой неделе, исследователь StarkWare Авиху Леви представил Quantum Safe Bitcoin (QSB) — схему, целью которой является обеспечение квантово-устойчивых транзакций без необходимости внесения изменений в протокол Bitcoin, путем замены основанных на подписи мер безопасности на хеш-ориентированные доказательства в своей конструкции.

Хеш-ориентированная конструкция устойчива к типу квантовых атак, которые могли бы взломать современную криптографию, но переносит нагрузку с консенсуса на вычисления, требуя значительных вычислительных ресурсов GPU для каждой транзакции.

Представьте традиционные цифровые подписи как рукописную подпись на чеке, которая подтверждает, что вы авторизовали транзакцию, используя секретный ключ, который другие могут проверить с помощью открытого ключа.

В Bitcoin эти цифровые подписи называются ECDSA-подписями. Они безопасны от современных компьютеров, но достаточно мощный будущий квантовый компьютер теоретически может получить секретный ключ из открытого ключа и потенциально скомпрометировать средства.

QSB решает эту проблему, перестраивая систему вокруг другого типа криптографии, включающего хеш-ориентированные доказательства, которые больше похожи на отпечаток пальца, защищенный от подделки, где вместо того, чтобы полагаться только на подпись, создается уникальный математический дайджест данных. Считается, что это чрезвычайно трудно подделать или обратить, даже для мощных компьютеров.

QSB полностью соответствует существующим правилам консенсуса Bitcoin для устаревших транзакций. Ему не требуется мягкая вилка (обновление программного обеспечения), сигналы от майнеров и график активации. Это резко контрастирует с BIP-360, предложением по квантовой устойчивости, которое было включено в официальный репозиторий предложений по улучшению Bitcoin в феврале, но не имеет реализации в Bitcoin Core и сталкивается с многолетними проблемами управления.

Предложение основано на более ранней идее, известной как Binohash, которая добавляла дополнительный уровень вычислительной работы для защиты транзакций биткоина. Проблема в том, что она зависит от типа криптографии, которую, как ожидается, квантовые компьютеры смогут взломать. На практике это означает, что защита исчезает в квантовом сценарии. Злоумышленник может обойти основную проверку безопасности системы, что делает ее неэффективной.

Дополнительные затраты

Однако, хеш-ориентированное решение означает чрезвычайно дорогие транзакции.

Для создания допустимой транзакции требуется поиск среди миллиардов возможных вариантов, процесс, который, по оценкам Леви, будет стоить от 75 до 200 долларов США, используя обычные облачные GPU. В настоящее время стоимость отправки транзакции биткоина через блокчейн составляет около 33 центов.

Система также имеет практические ограничения. Транзакции QSB не будут проходить через обычный блокчейн Bitcoin, как типичные платежи. Вместо этого пользователям, вероятно, придется отправлять их напрямую майнерам, готовым их обработать.

Они также не работают с более быстрыми и дешевыми уровнями, такими как Lightning Network, и их гораздо сложнее создавать. Для создания транзакции потребуется передавать сложные вычисления на внешнее оборудование, а не просто подписывать и отправлять их из кошелька.

Леви описывает эту схему как "крайнюю меру", а не замену обновлениям на уровне протокола. Предложения, такие как BIP-360, которые направлены на внедрение устойчивых к квантовым вычислениям схем подписи с помощью мягкой вилки, остаются более масштабируемым долгосрочным решением, но их активация может занять годы.

Сроки активации BIP-360 остаются неопределенными. Участники платформы Polymarket оценивают вероятность его реализации в этом году как низкую, и история управления Bitcoin не дает оснований для срочности — Taproot потребовалось около семи с половиной лет от концепции до внедрения. С другой стороны, зрелые квантовые компьютеры, способные взломать шифрование, которое защищает сеть, также не появятся завтра.

QSB предлагает нечто иное: способ выжить в условиях квантового прорыва, используя существующие правила, если пользователи готовы за это платить.