Developer inti Bitcoin Cory Fields mengusulkan sistem bernama "quantum mine" yang dapat membuat penyerang yang mencoba mencuri dana dompet yang terancam oleh komputasi kuantum juga berisiko kehilangan bitcoin mereka sendiri.
Fields dalam proposal yang diterbitkan pada daftar email pengembang Bitcoin pada 4 November, menguraikan mekanisme di mana setiap orang yang mentransfer BTC yang rentan harus menyediakan jaminan senilai jumlah yang ditransfer dari dompet kuantum-aman. Jika pemilik asli sebelumnya telah menyiapkan bukti kepemilikan, sistem ini akan memungkinkan mereka untuk memulihkan koin mereka setelah kejadian dan menuntut jaminan dari penyerang.
Fields, yang bekerja di MIT Cryptocurrency Initiative, menggambarkan konsep ini sebagai solusi potensial untuk menghadapi ancaman komputasi kuantum di masa depan. Saat ini, tidak ada mekanisme semacam itu yang berjalan di jaringan Bitcoin.
"Quantum mine" dapat membuat BTC penyerang berisiko
Proposal ini menangani kerentanan keamanan: dompet bitcoin yang kunci publiknya sudah muncul di blockchain. Jika komputer kuantum cukup kuat, secara teoritis dapat menggunakan kunci publik yang terungkap untuk menghitung kunci pribadi yang sesuai.
Beberapa format transaksi paling awal Bitcoin secara langsung mengekspos kunci publik, dan penggunaan ulang alamat juga dapat membuat posisi lain menjadi rentan. Kekhawatiran ini juga mencakup dompet tidur yang terkait dengan era awal Bitcoin, namun hingga kini tidak ada komputer kuantum yang pernah dipertunjukkan secara publik mampu melakukan serangan semacam ini.
Fields mengusulkan bahwa siapa pun yang menghabiskan koin rapuh ini harus menyediakan jaminan sebesar jumlah yang ditransfer. Menurut contohnya, jika seseorang mencoba mentransfer 1 BTC, mereka harus memiliki 1 BTC tambahan di dalam dompet yang aman secara kuantum.
Kedua jumlah tersebut akan masuk ke output baru dengan batasan pengeluaran, yang mungkin mencakup masa tunggu 30 hari. Pemilik asli bitcoin yang sah dapat mempersiapkan komitmen kepemilikan tersembunyi sebelum serangan kuantum menjadi feasible.
Jika penyerang kemudian memperoleh kunci pribadi dan mencoba memindahkan bitcoin tersebut, pemilik asli dapat mengungkapkan komitmen sebelumnya selama masa tunggu.
Fields menulis: "Namun, pada saat yang sama, Alice memperhatikan transaksi ini." Ia menggunakannya untuk menjelaskan bahwa pemegang sah dapat mengambil kembali dana sekaligus mengambil jaminan dari penyerang.
Penyerang tidak mengetahui sebelumnya apakah dompet target berisi komitmen semacam itu. Fields berpendapat bahwa ketidakpastian ini dapat menghambat upaya pencurian koin, karena serangan yang berhasil mungkin memaksa pencuri membayar biaya lebih tinggi daripada dana target.
Developer Bitcoin mengusulkan mekanisme lelang untuk dompet yang hilang
Mekanisme "ranjau" ini bergantung pada pemegang sah yang masih mengendalikan kunci pribadi mereka dan bersiap dengan komitmen yang diperlukan sebelum serangan kuantum menjadi mungkin.
Namun, banyak dompet bitcoin yang lebih lama mungkin tidak lagi memenuhi syarat-syarat ini. Beberapa pemegang telah kehilangan kunci pribadi mereka, sementara yang lain belum menyentuh posisi mereka selama bertahun-tahun.
Untuk mengatasi masalah ini, Fields juga mengusulkan sistem lain yang memungkinkan peserta mengajukan penawaran tersembunyi terhadap posisi rentan sebelum serangan terjadi.
Dalam satu contoh, peserta dapat mengajukan penawaran untuk dompet tidur yang berisi 50 BTC. Jika penyerang kuantum kemudian mencoba menghabiskan koin-koin tersebut, lelang akan dimulai setelah periode bukti kepemilikan awal berakhir.
Peserta dapat mengungkapkan penawaran yang telah disiapkan sebelumnya dan mendapatkan sebagian jaminan penyerang. Menurut mekanisme yang dijelaskan, jika penawar yang memenuhi syarat mencegah penyerang mempertahankan koin-koin tersebut, koin yang rentan akan dihancurkan.
Fields mempertimbangkan berbagai aturan alokasi jaminan, termasuk pembayaran kepada pemenang lelang, penambang, atau penerima yang ditunjuk lainnya.
Dia juga membahas desain lelang lainnya, yang diusulkan setelah berdiskusi dengan Neha Narula, Direktur Program Cryptocurrency MIT, di mana pesaing dapat menghadapi hukuman keuangan.
Kedua sistem lelang ini tidak menjamin pemilik dompet asli pasti dapat memulihkan dana mereka. Tujuannya adalah membuat pencurian menjadi kurang menarik dengan memaksa penyerang menanggung risiko dana mereka sendiri.
Langkah perlindungan Bitcoin yang diusulkan dapat memengaruhi pemegang sah
Persyaratan jaminan dapat menyulitkan orang yang mencoba memindahkan bitcoin yang secara hukum mereka miliki.
Misalnya, jika seseorang memegang 1 BTC dalam dompet yang rentan, maka menurut usulan Fields, ia juga memerlukan output kuantum-aman sebesar 1 BTC tambahan untuk menyelesaikan transaksi.
Oleh karena itu, jika pemegang menyimpan seluruh saldo mereka di dompet lama, mereka mungkin kesulitan menggunakan dana tersebut tanpa tambahan bitcoin.
Fields mengakui bahwa bitcoin tidak dapat secara otomatis membedakan antara pemilik sah dan penyerang yang memulihkan kunci pribadi yang sama melalui komputasi kuantum.
“Tujuan artikel ini hanyalah untuk memperkenalkan ide-ide ini sebagai eksperimen pemikiran,” tulis Fields, menunjukkan bahwa ia tidak menjelaskan secara rinci perubahan perangkat lunak yang diperlukan untuk mewujudkan gagasan-gagasan tersebut.
Setiap implementasi akan terlebih dahulu memerlukan output transaksi yang aman secara kuantum, serta aturan konsensus baru untuk mengelola koin yang rentan.
Pengembang Bitcoin terus mempertimbangkan langkah-langkah perlindungan lainnya. Seperti yang dilaporkan sebelumnya oleh crypto.news, Coinbase pada Oktober mendesak pengembang untuk bersiap menghadapi ancaman kuantum dan memperingatkan bahwa migrasi dompet yang ada mungkin memerlukan bertahun-tahun.
Penelitian yang dirilis oleh Fireblocks juga mengidentifikasi kunci publik yang terbuka sebagai risiko utama, dan memperkirakan ada jutaan BTC yang berpotensi berada di alamat yang rentan.
Proposal kuantum lainnya dari BitMEX menyarankan agar pembatasan hanya diterapkan pada dompet yang lebih lama setelah ada bukti serangan kuantum yang berhasil.
Fields dalam diskusi daftar email masih meninggalkan beberapa masalah desain yang belum diselesaikan, termasuk rasio jaminan, waktu penutupan lelang, hukuman untuk penawar yang gagal, serta kondisi di mana aset rentan dapat dihancurkan.