著者：Jose、Decrypt
翻訳：Chopper、Foresight News
深潮導読：量子計算の将来による、早期に公開された公開鍵ビットコインアドレスの解読脅威に対し、ビットコイン開発者であるCory Fieldsは、革新的なゲーム理論的防御策「量子地雷」を提案した。この設計は、過激なハードフォークや一括資産凍結に頼らず、チェーン上の攻防コストをゲーム理論的に再構築し、ハッカーが資金を盗む前に量子耐性保証金を全額質入れするよう強制する。
真の所有者が待機期間中に事前に隠されていた所有権証明を提示した場合、ハッカーが质押した資産は全額没収され、被害者に割り当てられる。鍵を紛失したスリーピングコインに対しては、ゲーム理論に基づく入札メカニズムを導入し、攻撃者が「ドル入札」のような必然的な損失の罠に陥るようにし、経済的罰則を巧みに活用して技術的な解読動機を解消する。
ビットコイン開発者のコリー・フィールズは、将来の量子ハッカーに対処するための特別な方法を考案した：ハッカーが他の人のビットコインを盗むには、まず自分のビットコインを賭けなければならない。
彼はビットコイン開発者メーリングリストに投稿し、「量子地雷」という概念と2つのオークションメカニズムを提案した。この設計の考え方は、脆弱なウォレットを攻撃することが損失を被る可能性のある行為になるようにすることである。彼は明確に、これはすでに確定されたビットコインアップグレード案ではなく、あくまで思想実験であると述べている。
ビットコインユーザーは秘密鍵で署名して取引を開始し、対応する公開鍵はネットワークが署名を検証するために使用されますが、秘密鍵は漏洩しません。現在の一般的なコンピュータでは、公開鍵から秘密鍵を逆算することはほぼ不可能です。しかし、十分な性能を持つ量子コンピュータはShorアルゴリズムを用いて秘密鍵を計算でき、ハッカーはその情報を用いてコインを直接転送することが可能になります。
一部の初期のビットコインアドレスでは、公開鍵がブロックチェーン上に直接公開されています。また、一部の新しいアドレスでは、ユーザーが最初の送金を行う際に公開鍵が露出します。したがって、すべてのウォレットが量子攻撃に対して同じリスクを抱えているわけではありません。業界では、「ビットコインの暗号を破れる量子コンピュータが登場する日」をQ-Day（量子の終焉）と呼びます。現在のところ、そのような機械は存在せず、それがいつ現れるのかは誰にもわかりません。
量子地雷の動作メカニズム
あなたのウォレットに1枚のBTCがあり、これは古く、量子攻撃に脆弱なタイプだと仮定します。Q-Dayが到来する前に、あなたは小さな抗量子ビットコイン出力を新たに作成し、その中に「量子攻撃が可能になる前からこのコインはすでにあなたのものである」という証明を隠します。これは封印された「所有権証明書」と考えることができます。第三者はこの小さな記録しか見ることができず、その中に隠された証拠にはアクセスできず、これがトラップであることにさえ気づきません。
将来、ハッカーが量子コンピュータであなたの古い秘密鍵を計算し、あなたの1枚のBTCを移動しようとした場合：この新しいルールによれば、彼は直接コインを奪うことはできず、自らの量子耐性ウォレットから1枚のBTCを保証金として預けなければならない。
あなたの1枚のBTCとハッカーが預けた1枚の保証金は、まとめてロックされ、異議申し立て期間（例：30日）に入ります。この期間中、ハッカーは勝手に通貨を転送できません。あなたが誰かが通貨を盗もうとしていることを発見した場合、事前に隠しておいた所有権証明を提示できます。ビットコインネットワークは、この合計2枚の通貨すべてを、事前に準備した量子耐性アドレスに転送することを認定します（元からあなたのものだった通貨と、ハッカーの保証金を含みます）。
ハッカーは事前に、どの古ウォレットにこのような罠が仕掛けられているかを知る由もない。たとえ私鍵を成功裏に計算できたとしても、最終的には1 BTC分を損失する可能性がある。しかし、この仕組みには代償もある。Q-Day以降、通貨の所有者が自らの古いコインを正常に転送したい場合、同額の保証金を用意しなければならない。もし手元に余剰のBTCがない場合、このハッカー対策のルールが逆に、自分のコインの転送を困難にすることになる。
連絡不能および早期に失われた資産の競売
量子地雷には前提条件がある：コインの所有者は事前にトラップを仕掛けておき、異議申し立て期間中に証拠を提示しなければならない。秘密鍵をすでに失っており、所有者が再びアクセスできない場合、この手法ではこれらのコインを保護できない。これには、多くの人が完全に失われたと認識している初期のビットコインも含まれる。
そのために、コリー・フィールズは第二のメカニズムとして、ステーキングオークションを提案しました。Q-Day 以前に、誰でも一部の耐量子ビットコインをロックし、注目されやすい古いウォレットに密かに入札できます。例えば、元の所有者に見捨てられたように見えるウォレットに 50 BTC が入っているとします。将来、ハッカーがその資金を移動しようとする場合、50 BTC の保証金を預けなければなりません。オークション期間中、事前に入札していた人々は、この盗難行為に挑戦できます。
彼の構想によると、挑戦に成功した者はハッカーの一部の保証金を受け取る。一方、元々リスクのある50枚のビットコインは直接破壊され、挑戦者には与えられない。この仕組みの目的は、失われた所有者に暗号資産を返還することではなく、ハッカーが安心して暗号資産を盗むことができないようにし、攻撃の動機を削ぐことである。
第三の案は「聡明なオークション」で、事前にコインをロックする必要はありません。危険なコインの移転が試みられると、自動的にオークションが開始されます。最高入札者がそのコインを手に入れ（自身の入札額を差し引いて）、二番目に高い入札者は全額損失し、何も得られません。これは古典的な「ドル・オークションゲーム」に似ています：二人が一つの物のために次々と価格を上げ、誰も無駄な損失を避けようとするのです。ハッカーは、このオークションでおそらくさらに多くの損失を出すことになるため、敢えてそれを開始しないことを検討するでしょう。
なぜ一括凍結策を採用しないのですか
ある人が提案した対策は、移行の締め切り日を設定し、その日以降は旧ウォレット内の暗号資産の出金を一切禁止することです。これは盗難を防ぐのに効果的ですが、副作用として、移行を忘れたり操作が間に合わなかった正当な所有者の資産が永久にロックされてしまう可能性があります。
コリー・フィールズは別の道を歩んでいる。旧コインは依然として引き出せるが、引き出しを試みるたびにコストが発生し、他のユーザーからの挑戦を受け入れなければならない。ビットコインネットワーク自体は、有効な署名を提示できるのが本当の所有者なのか、それとも量子ハッカーなのかを区別できない。
この選択の代償は明確です：合法な所有者がコインを送金する場合も大額の保証金を用意しなければならず、長期間オンラインでない所有者は異議申し立ての機会を逃す可能性があります。さらに、生存しているが一時的にオンラインになっていない所有者のコインさえ、オークションで破壊される可能性があります。
計画の潜在的コストと実装パス
ビットコインは、資金を保有し使用するための量子安全な方法を最初に必要とする。ウォレットは隠蔽された所有権コミットメントをサポートする必要があり、ビットコインのコンセンサスルールは、抵当、待機期間、特別な復元トランザクション、およびオークションメカニズムを強制する必要がある。
開発者は、新規則がいつ効力を発生するか、必要な抵当物の金額、および入札に失敗した場合や余剰資金をどのように処理するかについて合意する必要がある。Fieldsは、一部のメカニズムをソフトフォークで導入できると考えているが、詳細な設計案は提示していない。
現在のビットコインネットワークでは、これらの保護メカニズムはすべて存在しません。Fieldsは、コードの実装、リリーススケジュール、オークション資金の配分、最終目標についても、原文で確定していません。