Pembangun Bitcoin mencadangkan 'Perangkap Kuantum' untuk menghalang serangan kuantum di masa depan

Penulis: Jose, Decrypt

Diterjemahkan oleh: Chopper, Foresight News

Pengenalan DeepChao: Menghadapi ancaman pemecahan alamat publik Bitcoin yang terdedah di masa depan oleh komputasi kuantum, pengembang Bitcoin Cory Fields mengusulkan solusi pertahanan permainan yang revolusioner, "kuantum ranjau". Reka bentuk ini tidak bergantung pada hard fork yang agresif atau pembekuan aset seragam, tetapi membangun semula kos serangan dan pertahanan di rantai melalui teori permainan, memaksa peretas untuk mengikat jaminan anti-kuantum penuh sebelum memulakan pencurian aset.

Apabila pemegang sebenar menunjukkan bukti kepemilikan yang sebelumnya disembunyikan semasa tempoh menunggu, aset yang dijaminkan oleh perompak akan dirampas sepenuhnya dan diberikan kepada mangsa. Bagi koin tidur yang kehilangan kunci peribadi, mekanisme tawaran permainan diperkenalkan untuk memaksa penyerang masuk ke dalam jebakan kerugian pasti yang serupa dengan "lelong dolar", dengan bijak memanfaatkan hukuman ekonomi untuk menghapuskan motivasi serangan dari segi teknikal.

Pembangun Bitcoin Cory Fields mencadangkan kaedah yang sangat unik untuk menghadapi perompak kuantum masa depan: perompak yang ingin mencuri bitcoin orang lain harus terlebih dahulu mempertaruhkan bitcoin mereka sendiri.

Dia memposting di senarai e-mel pengembang Bitcoin untuk mengusulkan konsep "kuantum mine" dan dua mekanisme lelong. Rekaan ini bertujuan untuk menjadikan serangan terhadap dompet yang rentan sebagai perkara yang mungkin merugikan. Dia secara khusus menegaskan bahawa ini hanyalah eksperimen pemikiran, bukan sebarang cadangan peningkatan Bitcoin yang telah disempurnakan.

Pengguna Bitcoin menandatangani transaksi menggunakan kunci peribadi; kunci awam yang sepadan boleh digunakan oleh rangkaian untuk mengesahkan tanda tangan tanpa mendedahkan kunci peribadi. Komputer biasa semasa ini hampir tidak mungkin untuk mengira semula kunci peribadi daripada kunci awam. Namun, sebuah komputer kuantum dengan kekuatan yang mencukupi boleh menggunakan algoritma Shor untuk mengira kunci peribadi, membolehkan perompak mentransfer币 secara langsung.

Sebahagian alamat Bitcoin awal memaparkan kunci awam secara langsung di rantai; sebahagian alamat baru juga memaparkan kunci awam semasa transaksi pertama pengguna. Oleh itu, bukan semua dompet menghadapi risiko serangan kuantum yang sama. Industri menyebut hari ketika komputer kuantum yang mampu memecahkan enkripsi Bitcoin muncul sebagai Q-Day (Hari Kuantum). Hingga kini, tiada mesin yang telah berjaya mencapai perkara ini, dan tiada siapa yang tahu kapan ia akan muncul.

Andaikan anda mempunyai 1 BTC dalam dompet anda, yang merupakan jenis lama dan mudah dipecahkan oleh kuantum. Sebelum Q-Day tiba, anda membuat secara awal satu output Bitcoin kecil yang tahan kuantum, menyembunyikan bukti di dalamnya: bukti bahawa koin ini sudah menjadi milik anda sebelum serangan kuantum menjadi mungkin. Anda boleh memahaminya sebagai "surat pengesahan kepemilikan" yang telah disegel. Orang luar hanya dapat melihat rekod kecil ini, tetapi tidak dapat melihat bukti yang disembunyikan, bahkan tidak sedar bahawa ini merupakan jebakan.

Pada masa depan, apabila perompak menggunakan komputer kuantum untuk mengira kunci peribadi lama anda dan cuba memindahkan 1 BTC anda: mengikut peraturan baharu ini, mereka tidak boleh mengambil币 secara langsung, tetapi mesti menjamin 1 BTC daripada dompet anti-kuantum mereka.

1 BTC anda ditambah dengan 1 BTC jaminan yang dipertaruhkan oleh peretas akan dikemas dan dikunci bersama, memasuki tempoh menunggu rayuan (contohnya 30 hari). Semasa tempoh ini, peretas tidak boleh memindahkan bitkoin dengan sembarangan. Jika anda mendapati seseorang cuba mencuri bitkoin, anda boleh mengeluarkan bukti kepemilikan yang telah anda simpan sebelumnya. Rangkaian Bitcoin akan menentukan: anda boleh memindahkan keseluruhan 2 bitkoin ini ke alamat anti-kuantum yang telah anda sediakan sebelumnya (mengandungi bitkoin yang asalnya milik anda, ditambah jaminan peretas).

Penyerang tidak tahu sama sekali wallet lama mana yang ditanam jebakan seperti ini. Walaupun berjaya mengira kunci peribadi, mereka mungkin akhirnya rugi 1 BTC. Namun, skema ini juga mempunyai kos: jika pemilik koin itu sendiri ingin memindahkan koin lama itu secara normal selepas Q-Day, mereka juga perlu menyediakan jaminan sebanyak yang sama. Jika tiada BTC tambahan, peraturan yang sepatutnya melindungi daripada penyerang ini malah akan menyulitkan anda untuk memindahkan koin anda sendiri.

Kuasa kuanta memerlukan syarat: pemilik koin mesti terlebih dahulu memasang perangkap dan mengemukakan bukti dalam tempoh pengaduan. Jika kunci peribadi sudah hilang sejak lama dan pemilik tidak pernah lagi log masuk, kaedah ini tidak dapat melindungi koin-koin tersebut, termasuk banyak bitcoin awal yang dianggap telah hilang sepenuhnya.

Untuk tujuan ini, Cory Fields juga mengusulkan mekanisme kedua: lelang penjaminan. Sebelum Q-Day, sesiapa sahaja boleh mengunci sebahagian Bitcoin anti-kuantum dan membuat tawaran diam-diam terhadap dompet lama yang mudah menjadi sasaran. Sebagai contoh: sebuah dompet yang kelihatan telah ditinggalkan oleh pemiliknya mengandungi 50 BTC. Jika perompak cuba memindahkan dana tersebut di masa depan, mereka perlu menjamin 50 BTC. Semasa jendela lelang, mereka yang telah membuat pertaruhan awal boleh muncul untuk menantang tindakan pencurian tersebut.

Menurut rancangannya: mereka yang berjaya mencabar boleh mengambil sebahagian jaminan penyerang; manakala 50 Bitcoin yang berisiko itu akan dimusnahkan secara langsung dan tidak diberikan kepada pencabar. Tujuannya bukan untuk membantu pemilik yang hilang mendapatkan semula币, tetapi untuk memastikan penyerang tidak dapat mencuri币 dengan pasti, serta menghilangkan motivasi serangan.

Rancangan ketiga dipanggil lelong pintar, tidak perlu mengunci aset terlebih dahulu. Sekiranya seseorang cuba memindahkan aset berisiko tinggi, lelong akan dimulakan secara automatik. Pemenang lelong, iaitu penawar tertinggi, akan mendapat aset tersebut (dikurangkan dengan jumlah penawaran mereka), manakala penawar kedua tertinggi akan kehilangan semua wang mereka tanpa mendapat apa-apa. Ini sedikit mirip dengan permainan lelong dolar klasik: dua orang terus meningkatkan tawaran untuk sesuatu, masing-masing tidak ingin rugi tanpa sebab. Perompak akan mempertimbangkan sama ada patut memulakan lelong yang kemungkinan besar akan membuat mereka rugi lebih banyak.

Satu cadangan penyelesaian yang diajukan ialah: menetapkan tarikh akhir pemindahan, dan selepas tarikh tersebut, semua kripto dalam dompet lama akan dilarang dikeluarkan. Ini memang mencegah pencurian, tetapi kesan sampingannya ialah: kripto yang dimiliki oleh pemegang sebenar yang lupa memindahkan atau tidak sempat bertindak akan terkunci selamanya.

Cory Fields mengambil jalan lain. Koin lama masih boleh ditarik, tetapi sebarang usaha untuk menarik memerlukan kos dan terbuka kepada cabaran daripada orang lain. Rangkaian Bitcoin sendiri tidak mampu membezakan sama ada pemilik sebenar atau perompak kuantum yang mampu menghasilkan tanda tangan yang sah.

Harga kompromi ini jelas: pemegang sah yang mentransfer koin juga perlu menyediakan jaminan besar; pemegang yang tidak aktif dalam jangka panjang akan kehilangan peluang untuk membuat rayuan; bahkan beberapa pemegang yang masih hidup tetapi sementara tidak online juga berisiko kehilangan koin mereka melalui pelelangan.

Bitcoin terlebih dahulu memerlukan cara yang selamat daripada ancaman kuantum untuk memegang dan menggunakan dana. Dompet perlu menyokong komitmen kepemilikan yang tersembunyi, manakala peraturan konsensus Bitcoin mesti memaksa pelaksanaan jaminan, tempoh tunggu, transaksi pemulihan khas, dan mekanisme lelong.

Pembangun juga perlu mencapai persetujuan mengenai kapan peraturan baharu akan berkuat kuasa, jumlah jaminan yang diperlukan, serta cara menangani tawaran yang gagal atau dana yang tersisa. Fields percaya bahawa sebahagian mekanisme boleh diperkenalkan melalui soft fork, tetapi beliau tidak memberikan reka bentuk terperinci.

Saat ini, semua mekanisme perlindungan ini tidak wujud di rangkaian Bitcoin. Fields juga tidak memberikan pelaksanaan kod, jadual pelancaran, pembahagian dana lelong, atau matlamat akhir, yang semuanya masih belum ditetapkan dalam teks asal.