Анализ с использованием искусственного интеллекта

Предложение Coinbase сосредоточено на разделении контейнера адресов и механизма подписи, предлагая параллельное использование BIP-360 и P2TRv2, совместимых с различными квантово-устойчивыми подписями (ML-DSA, SLH, Falcon, SHRINCS), с учетом размера подписи, управления ключами с состоянием/без состояния и совместимости с многосторонним хранением. План предусматривает пять этапов миграции активов, предлагая отделить обработку неактивных монет от обновления подписи, подчеркивая важность оценки совместимости и осуществимости, и рассматривая это как отправную точку для обсуждения в сообществе, а не как заранее определенный план.

Автор | Дэвид Кристофер, Bankless

Перевод | Саоирсе, Foresight News

Ссылка на оригинал:

https://www.techflowpost.com/article/34785

21 октября Брайан Армстронг поделился новыми идеями Coinbase по защите от квантовых компьютерных атак и повышению безопасности биткоина.

Подготовительные работы начались в январе этого года: Coinbase создала независимый консультативный совет по квантовым технологиям, в который вошли такие исследователи в области криптографии, как Скотт Ааронсон, Дэн Боне и Джастин Дрейк. В июле того же года Coinbase совместно с BlackRock, Fidelity и Strategy создали альянс по безопасности биткоина, пообещав инвестировать 15 миллионов долларов в исследования в области безопасности биткоина в течение следующих трех лет. Сейчас Coinbase подробно изложила комплексную концепцию создания квантово-устойчивого биткоина, охватывающую новые адреса, схемы подписи и план миграции существующих активов.

Разработка базовой схемы, допускающей итеративные обновления

Основная идея Coinbase: отделить контейнер адресов, в котором хранятся биткоины, от механизма подписи, который используется для разблокировки активов. Контейнер адресов используется для хранения биткоинов, а механизм подписи – это способ разблокировки активов.

В настоящее время никто не может предсказать, какая квантово-устойчивая схема подписи будет обладать наивысшей безопасностью и практичностью в долгосрочной перспективе. Поэтому Coinbase хочет разработать адрес, который был бы совместим с несколькими алгоритмами подписи; в будущем, при смене криптографической схемы, не потребуется перерабатывать всю адресную систему.

Coinbase предлагает два альтернативных технических решения: BIP-360 (P2MR), этот проект обновления представит новый тип адресов биткоина, снижая риск воздействия квантовых атак; другая схема – P2TRv2, эта архитектура адресов может поддерживать квантово-устойчивые подписи.

Оба решения соответствуют требованиям Coinbase к гибкости, но ни одно из них по отдельности не является полноценным решением. В частности, BIP-360 все еще требует дополнительных обновлений для поддержки квантово-устойчивых подписей.

Coinbase также предлагает концепцию гибридных адресов: пользователи могут использовать как существующие подписи, так и квантово-устойчивые подписи для траты одних и тех же средств. Однако этот подход имеет недостатки: пока старый метод подписи остается в использовании, эти средства по-прежнему подвержены угрозе квантовых атак. Гибридные адреса могут служить только переходным решением, а не долгосрочным.

Выбор подходящего алгоритма подписи

После определения основного принципа, что дизайн адреса должен быть гибким, возникает следующий ключевой вопрос: какой квантово-устойчивый алгоритм подписи следует использовать для биткоина.

Coinbase перечислила четыре возможных варианта:

· ML-DSA: основан на решетчатой криптографии, уже стандартизирован, имеет сбалансированные характеристики; недостаток – большой объем данных подписи.

· SLH-DSA: также стандартизирован, основан на проверенных хеш-функциях; размер подписи больше, чем у ML-DSA.

· FN-DSA (Falcon): имеет меньший размер подписи, но его безопасная реализация сложна, и он еще не стандартизирован.

· SHRINCS: экспериментальная схема, разработанная специально для биткойна, с небольшим размером подписи, но с очень строгими требованиями к управлению ключами.

Coinbase предлагает 4 варианта алгоритмов квантово-устойчивых подписей для оценки биткойна: ML-DSA, основанный на решетках, FN-DSA (Falcon), SLH-DSA и SHRINCS, основанные на хешировании. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения размера подписи, сложности реализации и наличия стандарта NIST.

Основное противоречие при выборе схемы заключается в размере подписи. Объем данных квантово-устойчивой подписи значительно больше, чем у подписи, используемой в настоящее время в биткойне, что приведет к увеличению объема блоков, возможному снижению пропускной способности сети и увеличению комиссий за транзакции.

Поэтому Coinbase рекомендует оценить различные схемы с точки зрения безопасности, стоимости использования, скорости обработки, совместимости с аппаратными кошельками и сроков миграции высокорискованных активов биткойна.

Еще одним фактором, который необходимо учитывать, является модель управления ключами.

Подписи с состоянием: требуют от пользователей ведения учета использования каждого ключа подписи. Если после восстановления из резервной копии старого кошелька ключ будет случайно использован повторно, злоумышленник сможет подделать подпись и украсть активы. Если существует риск, зачем его рассматривать? Преимущество заключается в эффективности. Размер подписи с состоянием можно сделать меньше, что позволит поддерживать низкие комиссии, но риск при этом увеличивается. Поэтому Coinbase рекомендует, чтобы биткойн поддерживал подписи без состояния, которые не требуют отслеживания состояния использования ключей.

Кроме того, Coinbase надеется, что схема подписи будет совместима с поставщиками услуг институционального хранения. Многие институциональные услуги хранения используют архитектуру многосторонних подписей, при которой закрытые ключи разделяются и хранятся на нескольких серверах. Некоторые схемы криптографии на основе решеток лучше подходят для этой архитектуры, и совместимость также является важным критерием оценки.

Конечно, у самой Coinbase есть коммерческие соображения. Будучи одним из крупнейших институциональных хранителей биткойна, она хочет, чтобы обновленная схема была совместима с ее собственной инфраструктурой безопасности. Однако потребности институциональных держателей больших объемов биткойна также нельзя игнорировать, поскольку они важны для всей экосистемы биткойна.

Поэтапная миграция активов

Помимо выбора схемы подписи, цель Coinbase — разработать четкую дорожную карту для постепенной миграции активов биткойна на квантово-устойчивые адреса.

В схеме предусмотрено пять потенциальных этапов реализации:

1. Этап раннего тестирования: пользователям разрешается добровольно переводить свои активы на квантово-устойчивые адреса.

2. Этап использования смешанных адресов: активируются смешанные адреса, которые одновременно совместимы с традиционными подписями и квантово-устойчивыми подписями, что обеспечивает плавный и постепенный переход.

3. Этап безопасной миграции: изучаются технические средства для скрытия открытых ключей во время транзакций, чтобы уменьшить область воздействия квантовых атак.

4. Этап внедрения новых правил: постепенно ограничиваются переводы на старые адреса, представляющие угрозу безопасности, и в конечном итоге запрещаются транзакции с этих адресов.

5. Заключительный этап: разрабатываются правила для обработки оставшихся активов на старых адресах, в качестве вариантов могут быть установлены сроки миграции, заморозка активов, ограничение суммы транзакций или создание механизма восстановления активов.

Coinbase предлагает 5 альтернативных вариантов поэтапной миграции биткойна на квантово-устойчивые адреса: от добровольного обновления пользователями и перехода к смешанным адресам, скрытия открытых ключей для снижения рисков до постепенного ограничения использования старых адресов и, наконец, определения способа обработки оставшихся активов на старых адресах.

Coinbase пока не пришел к какому-либо окончательному решению. На данном этапе первоочередной задачей является оценка осуществимости различных вариантов, включая совместимость не обновленных кошельков и узлов, и на основе этого будет принято окончательное решение.

Отдельная обработка неактивных и утерянных биткоинов

Далее следует наиболее спорный вопрос: как следует поступать с биткоинами, которые долгое время не использовались?

Миллионы биткоинов хранятся в старых адресах, ключи которых уже скомпрометированы, в том числе и награды за блоки, добытые Сатоши Накамото. Часть из них принадлежит долгосрочным держателям, а часть, возможно, уже безвозвратно утеряна.

Эти активы являются приоритетной целью для квантовых атак. Если кто-то тайно разработает высокопроизводительный квантовый компьютер, он сможет украсть эти биткоины до того, как вся отрасль осознает опасность.

Coinbase не выступает за прямое замораживание или принудительное изъятие, а также не рекомендует просто игнорировать эту проблему. Вместо этого компания предлагает разделить обсуждение вопроса о неактивных монетах и обновления подписей, чтобы разногласия по поводу неактивных биткоинов не замедляли процесс обновления квантовой безопасности для всех пользователей.

Если будет создаваться механизм восстановления активов, Coinbase выдвигает два обязательных условия:

· Сам механизм должен быть устойчив к квантовым атакам: злоумышленник не должен иметь возможности украсть активы, используя только скомпрометированный открытый ключ и этот механизм восстановления.

· Механизм должен охватывать все возможные крайние случаи: должны быть предусмотрены решения для ситуаций, когда владелец теряет учетные данные для восстановления, система испытывает высокую нагрузку или пользователь пропускает установленный срок.

В целом, Coinbase рассматривает это предложение как справочный материал для открытого обсуждения, а не как окончательный план действий. Ни одна компания или разработчик не может в одностороннем порядке определять направление развития биткоина, и достижение консенсуса во всей экосистеме может оказаться даже сложнее, чем разработка самих криптографических технологий.