Разработчик Bitcoin Core Кори Филдс предложил систему под названием «квантовая мина», которая может заставить потенциальных злоумышленников, пытающихся украсть средства из кошельков, уязвимых перед квантовыми вычислениями, также рисковать собственными биткоинами.
В предложении, опубликованном Полем 4 ноября в списке рассылки разработчиков Bitcoin, описывается механизм, согласно которому любой, кто переводит уязвимые BTC, должен предоставить залог в размере, эквивалентном переводимой сумме, из квантово-безопасного кошелька. Если первоначальный владелец ранее подготовил доказательство права собственности, система позволит ему после этого вернуть свои монеты и потребовать залог атакующего.
Филдс, работающий в рамках инициативы MIT по цифровым валютам, описал эту концепцию как возможное решение для противодействия будущим угрозам со стороны квантовых вычислений. В настоящее время на сети Bitcoin такой механизм не работает.
«Квантовая мина» может поставить под угрозу BTC атакующего
Это предложение направлено на устранение уязвимости безопасности: кошельков Bitcoin, чьи открытые ключи уже присутствуют в блокчейне. Если квантовый компьютер будет достаточно мощным, теоретически можно использовать раскрытые открытые ключи для вычисления соответствующих закрытых ключей.
Некоторые из самых ранних форматов транзакций биткоина напрямую раскрывали публичный ключ, а повторное использование адресов может сделать другие средства уязвимыми. Эта опасность также связана с неактивными кошельками, относящимися к ранним годам биткоина, однако на данный момент не было опубликовано ни одного практического примера атаки с использованием квантового компьютера.
Филдс предложил, чтобы любой, кто тратит эти хрупкие монеты, должен предоставить залог, равный сумме перевода. По его примеру, если кто-то пытается перевести 1 BTC, ему нужно иметь еще 1 BTC в квантово-безопасном кошельке.
Обе суммы будут направлены в новый выход с ограничением на расходы, которое может включать 30-дневный период ожидания. Лица, действительно законно владеющие исходными биткойнами, могут заранее подготовить скрытое обязательство о владении до того, как квантовые атаки станут осуществимыми.
Если злоумышленник позже получит приватный ключ и попытается перевести эти биткоины, первоначальный владелец сможет раскрыть ранее сделанное обязательство в течение периода ожидания.
Fields пишет: «Однако, в то же время, Alice заметила эту транзакцию». Он использует это для того, чтобы показать, что законный владелец может вернуть свои средства и забрать залог攻击者.
Злоумышленник заранее не знает, содержит ли целевой кошелек такие обязательства. Филдс считает, что эта неопределенность может сдерживать попытки кражи монет, поскольку успешная атака в конечном итоге может стоить вору больше, чем целевые средства.
Разработчики биткоина предложили механизм аукциона для утерянных кошельков
Этот механизм «минирования» зависит от того, что законные владельцы по-прежнему контролируют свои приватные ключи и готовы заранее подготовить необходимые обязательства до того, как квантовые атаки станут возможными.
Однако многие более ранние кошельки Bitcoin могут больше не соответствовать этим условиям. Некоторые владельцы потеряли свои приватные ключи, другие не трогали свои активы много лет.
Для решения этой проблемы Fields также предложил другую систему, позволяющую участникам до начала атаки подавать скрытые ставки на уязвимые позиции.
В одном из примеров участники могут подать заявки на спящий кошелек, содержащий 50 BTC. Если квантовый атакующий позже попытается потратить эти монеты, то после завершения периода подтверждения первоначального права собственности будет запущен аукцион.
Участники могут раскрыть заранее подготовленные заявки и получить часть залога атакующего. В соответствии с описанным механизмом, если подходящая заявка препятствует удержанию атакующим этих монет, уязвимые монеты будут уничтожены.
Fields учитывают различные правила распределения залога, включая выплаты успешным победителям аукциона, майнерам или другим назначенным получателям.
Он также обсудил другой дизайн аукциона, который был предложен в ходе общения с директором цифровой валютной программы MIT Нехой Нарула, в рамках которого конкурентные участники могут столкнуться с финансовыми санкциями.
Обе системы аукциона не гарантируют, что оригинальные владельцы кошельков обязательно вернут свои средства. Их цель — сделать кражу менее привлекательной, заставляя злоумышленников рисковать собственными средствами.
Предлагаемые меры по защите биткоина могут повлиять на законных владельцев
Требования к залогу могут создать трудности для людей, пытающихся перевести свои законно принадлежащие биткоины.
Например, если у человека есть 1 BTC, хранящийся в уязвимом кошельке, то, согласно предложению Филдса, ему потребуется еще 1 BTC квантово-безопасного выхода, чтобы завершить транзакцию.
Таким образом, если держатели оставят все свои средства на старом кошельке, им может быть сложно использовать эти средства без дополнительных биткоинов.
Fields признает, что биткоин не может автоматически различить законного владельца и атакующего, восстановившего тот же закрытый ключ с помощью квантовых вычислений.
«Цель этой статьи — лишь представить эти идеи в качестве мысленного эксперимента», — написал Филдс, отметив, что он не уточнил программные изменения, необходимые для реализации этих идей.
Любая реализация сначала потребует квантово-безопасных выходов транзакций и новых правил консенсуса для управления уязвимыми монетами.
Разработчики биткоина продолжают рассматривать другие возможные меры защиты. Как ранее сообщало crypto.news, Coinbase в октябре призвала разработчиков подготовиться к квантовой угрозе и предупредила, что переход существующих кошельков может занять несколько лет.
Исследование, опубликованное Fireblocks, также выявило открытые ключи как основной риск и оценило, что миллионы BTC могут находиться на уязвимых адресах.
Другое квантовое предложение BitMEX предлагает вводить ограничения для более старых кошельков только после появления доказательств успешной квантовой атаки.
В обсуждениях в списке рассылки Fields остались нерешенными несколько вопросов дизайна, включая коэффициент залога, время окончания аукциона, наказания за неудачные ставки и условия, при которых уязвимые токены могут быть уничтожены.