Desenvolvedor de bitcoin propõe "mina quântica" para dissuadir futuros ataques quânticos

Autor: Jose, Decrypt

Tradução: Chopper, Foresight News

Leitura profunda da Shenchao: Diante da ameaça futura do cálculo quântico de quebrar endereços Bitcoin expostos publicamente, o desenvolvedor do Bitcoin Cory Fields propôs uma solução defensiva revolucionária chamada “mina quântica”. Este design não depende de hard forks agressivos ou congelamento de ativos em uma única ação, mas reestrutura os custos de ataque e defesa na cadeia por meio da teoria dos jogos, forçando os hackers a depositar uma garantia antiquântica integral antes de poderem realizar o roubo de moedas.

Quando os verdadeiros detentores apresentarem, durante o período de espera, comprovantes de propriedade previamente ocultos, os ativos质押 pelos hackers serão totalmente confiscados e atribuídos às vítimas. Para moedas adormecidas com chave privada perdida, introduz-se um mecanismo de licitação competitiva que força os atacantes a cair em uma armadilha de perda inevitável, semelhante ao "leilão do dólar", utilizando sutilmente punições econômicas para desmotivar ataques técnicos.

O desenvolvedor de Bitcoin Cory Fields ideou uma abordagem única para combater futuros hackers quânticos: para roubar bitcoins de outras pessoas, os hackers precisam primeiro apostar seus próprios bitcoins.

Ele postou no grupo de e-mail de desenvolvedores do Bitcoin, introduzindo o conceito de "minas quânticas" e dois mecanismos de leilão. A ideia por trás deste design é tornar o ataque a carteiras com vulnerabilidades algo que pode resultar em prejuízo financeiro. Ele deixou claro que se trata apenas de um experimento mental e não de um plano de atualização do Bitcoin já finalizado.

Os usuários de Bitcoin assinam transações com suas chaves privadas; a chave pública correspondente pode ser usada pela rede para verificar a assinatura sem expor a chave privada. Computadores comuns atuais praticamente não conseguem derivar a chave privada a partir da chave pública. No entanto, um computador quântico com desempenho suficientemente forte pode usar o algoritmo de Shor para calcular a chave privada, permitindo que hackers transfiram diretamente os ativos.

Alguns endereços antigos de Bitcoin expõem diretamente a chave pública na cadeia; já alguns endereços novos expõem a chave pública na primeira transação do usuário. Portanto, nem todos os carteiras enfrentam o mesmo risco de ataque quântico. A indústria chama o dia em que um computador quântico capaz de quebrar a criptografia do Bitcoin for criado de Q-Day (Dia Quântico). Até agora, nenhuma máquina conseguiu isso, e ninguém sabe quando isso acontecerá.

Suponha que você tenha 1 BTC em sua carteira, um tipo antigo e facilmente vulnerável a ataques quânticos. Antes do Q-Day, você cria antecipadamente uma pequena saída de Bitcoin resistente a ataques quânticos, contendo uma prova oculta: uma prova de que esses fundos já eram seus antes de os ataques quânticos serem viáveis. Você pode entendê-la como um "comprovante de propriedade" lacrado. Terceiros só conseguem ver o pequeno registro, mas não conseguem ver a prova oculta — nem sequer sabem que se trata de uma armadilha.

No futuro, quando um hacker usar um computador quântico para descobrir sua antiga chave privada e tentar transferir seus 1 BTC: de acordo com estas novas regras, ele não poderá retirar diretamente os bitcoins; deverá apostar 1 BTC como margem de garantia a partir de sua carteira resistente a quantum.

Sua 1 BTC, juntamente com a margem apostada pelo hacker, será embalada e bloqueada em conjunto, entrando em um período de espera para recurso (por exemplo, 30 dias). Durante esse período, o hacker não pode transferir os ativos livremente. Se você descobrir que alguém está tentando roubar os seus ativos, poderá apresentar a prova de propriedade que preparou antecipadamente. A rede Bitcoin então determinará que você pode transferir as 2 BTC no total para o endereço resistente à computação quântica que preparou previamente (incluindo seus próprios ativos mais a margem do hacker).

Os hackers não tinham ideia de qual carteira antiga continha esse armadilha. Mesmo que consigam calcular com sucesso a chave privada, podem acabar perdendo 1 BTC. No entanto, esse sistema também tem um custo: se o proprietário da moeda quiser transferir normalmente sua moeda antiga após o Q-Day, também precisará fornecer uma margem equivalente. Se não houver BTC adicional disponível, essa regra, originalmente projetada para proteger contra hackers, pode tornar difícil a transferência da sua própria moeda.

A mina quântica pressupõe que o proprietário da moeda deve pré-instalar a armadilha e apresentar evidências dentro do período de recurso. Se a chave privada já tiver sido perdida e o proprietário nunca mais conseguir acessar, esse método não protegerá essas moedas, incluindo muitos dos primeiros bitcoins amplamente considerados totalmente perdidos.

Para isso, Cory Fields propôs um segundo mecanismo: leilão de staking. Antes do Q-Day, qualquer pessoa pode bloquear uma parte dos bitcoins pós-quantum e fazer uma oferta sigilosa para uma carteira antiga suscetível a ataques. Por exemplo: uma carteira que parece ter sido abandonada por seu proprietário contém 50 BTC. Qualquer hacker que tentar transferi-la no futuro precisará depositar 50 BTC como garantia. Durante a janela do leilão, as pessoas que fizeram apostas antecipadas podem se apresentar para desafiar esse ato de roubo.

Segundo sua ideia: quem conseguir superar o desafio poderá reivindicar parte da margem do hacker; enquanto os 50 bitcoins originalmente em risco serão diretamente destruídos e não entregues ao desafiante. Seu objetivo não é ajudar o dono desaparecido a recuperar os bitcoins, mas impedir que o hacker roube os ativos com segurança, eliminando o incentivo para o ataque.

A terceira opção é chamada de leilão de聪, e não exige bloqueio antecipado de moedas. Sempre que alguém tentar transferir moedas de alto risco, um leilão será automaticamente iniciado. A pessoa que fizer a maior oferta receberá as moedas (subtraindo seu próprio lance), enquanto a pessoa que fizer a segunda maior oferta perderá totalmente seu dinheiro e não receberá nada. Isso lembra o clássico "jogo do leilão de dólar": duas pessoas aumentam continuamente a oferta por um item, pois nenhuma quer perder dinheiro sem obter nada. Os hackers ponderarão e optarão por não iniciar esse leilão, que provavelmente resultará em maiores perdas.

Uma ideia proposta para lidar com isso é definir uma data limite para migração; após essa data, todos os ativos na carteira antiga serão bloqueados para saque. Isso realmente impede roubos, mas tem como efeito colateral travar permanentemente os ativos de detentores reais que esqueceram de migrar ou não tiveram tempo para agir.

Cory Fields seguiu um caminho diferente. As moedas antigas ainda podem ser retiradas, mas qualquer tentativa de retirada exigirá um custo e estará sujeita a desafios de terceiros. A própria rede Bitcoin não consegue distinguir se quem apresenta uma assinatura válida é o verdadeiro proprietário ou um hacker quântico.

O custo desse compromisso é evidente: os detentores legítimos precisam preparar uma grande margem para transferir seus tokens; detentores ausentes por longos períodos perderão a oportunidade de recorrer; e até mesmo alguns detentores que ainda estão vivos, mas apenas temporariamente offline, podem ver seus tokens destruídos no leilão.

O Bitcoin primeiro precisa de uma maneira quanticamente segura para detentar e utilizar fundos. As carteiras precisam suportar compromissos de propriedade ocultos, e as regras de consenso do Bitcoin devem exigir garantia, período de espera, transações especiais de recuperação e mecanismos de leilão.

Os desenvolvedores ainda precisam concordar sobre quando as novas regras entrarão em vigor, o valor do colateral necessário e como os fundos não utilizados ou perdidos em licitações serão tratados. Fields acredita que alguns mecanismos podem ser introduzidos por meio de um soft fork, mas não forneceu um design detalhado.

Atualmente, na rede Bitcoin, todos esses mecanismos de proteção não existem. Fields também não forneceu implementação de código, cronograma de lançamento, alocação de fundos do leilão ou objetivos finais, que também não foram definidos no texto original.