Розробник bitcoin запропонував механізм захисту від квантового хакерства

Якщо справжні власники монет під час періоду очікування представлять раніше приховані документи про власність, активи, закладені хакерами, будуть повністю конфісковані та передані жертвам. Для сплячих монет із втраченими приватними ключами введено механізм аукціонних торгів, що змушує атакуючих потрапити у неусвідомлений ловушку, подібну до «аукціону за долар», — елегантно використовуючи економічні санкції для знищення мотивації для технічного злому.

Розробник Bitcoin Корі Філдс придумав дуже оригінальний спосіб боротьби з майбутніми квантовими хакерами: щоб вкрасти чужі біткоїни, хакеру доведеться спочатку поставити свої біткоїни на коефіцієнт.

Він опублікував повідомлення в списку розсилки розробників Bitcoin, де запропонував концепцію «квантових мін» та дві системи аукціонів. Ідея цього дизайну полягає в тому, щоб зробити атаки на гаманці з уразливостями потенційно збитковими. Він спеціально зазначив, що це лише ідея для експерименту, а не затверджений пропозиція оновлення Bitcoin.

Користувачі біткойна підписують транзакції за допомогою приватного ключа, а відповідний публічний ключ може бути використаний мережею для перевірки підпису, не розголошуючи приватний ключ. На сьогоднішній день звичайний комп’ютер майже неможливо використати для відновлення приватного ключа з публічного. Однак квантовий комп’ютер з достатньою потужністю може за допомогою алгоритму Шора обчислити приватний ключ, що дозволить хакерам безпосередньо переказати кошти.

Деякі ранні адреси біткойнів мають публічний ключ, який безпосередньо відкрито відображається в ланцюжку; інші нові адреси також відкривають публічний ключ під час першої транзакції користувача. Тому не всі гаманці однаково вразливі до квантових атак. У галузі день, коли з’явиться квантовий комп’ютер, здатний зламати біткойн-шифрування, називають Q-Day (Квантовий кінець). Наразі жодна машина не здатна на це, і ніхто не знає, коли вона з’явиться.

Припустімо, у вашому гаманці є 1 BTC, який належить до застарілого типу, вразливого до квантового злому. До настання Q-Day ви створюєте невеликий квантово-стійкий вихід біткойна, у якому приховуєте доказ: що ці кошти вже належали вам до того, як квантові атаки стали можливими. Ви можете сприймати це як запечатаний «документ про власність». Зовнішні особи бачать лише цей малий запис, але не бачать прихованого доказу — і навіть не підозрюють, що це пастка.

Коли в майбутньому хакер за допомогою квантового комп’ютера зможе розрахувати ваш старий приватний ключ і спробує перевести вашу 1 BTC: згідно з цими новими правилами, він не зможе безпосередньо забрати монети — йому доведеться зарезервувати ще 1 BTC у своєму квантово-стійкому гаманці як гарантію.

Ваша 1 BTC разом із залогом хакера будуть об’єднані й заблоковані на період очікування апеляції (наприклад, 30 днів). Протягом цього часу хакер не зможе вільно переказати монети. Якщо ви виявите, що хтось намагається вкрасти монети, ви зможете пред’явити заздалегідь приховане доказ власності. Мережа Bitcoin визнає: ви можете перевести всі 2 монети на заздалегідь підготовлений квантово-стійкий адресу (включаючи ваші монети та залог хакера).

Хакери заздалегідь не знали, який старий гаманець містить таку пастку. Навіть якщо їм вдасться обчислити приватний ключ, вони можуть втратити цілу 1 BTC. Але ця схема має свою ціну: якщо власник монети сам хоче легально перевести свою стару монету після Q-Day, йому також потрібно буде внести еквівалентну гарантію. Якщо у вас немає додаткових BTC, це правило, призначене для захисту від хакерів, може ускладнити вам вивід власних монет.

Квантові міни мають передумову: власник монети повинен заздалегідь встановити ловушку та надати докази в період подання апеляцій. Якщо приватний ключ вже втрачено, а власник більше не може увійти, ця схема не зможе захистити ці монети, включаючи багато ранніх біткоеів, які вважаються повністю втраченими.

Для цього Корі Філдс запропонував другий механізм: аукціон залогу. До Q-Day будь-хто може заблокувати частину квантово-стійких біткоеїв і тихо зробити пропозицію на певний старий гаманець, який легко може стати мішенню. Наприклад: гаманець, який, здається, був залишений власником, містить 50 BTC. Якщо хакер спробує вивести кошти у майбутньому, йому доведеться зарезервувати 50 BTC як гарантію. У період аукціону ті, хто раніше зробив ставку, можуть виступити з викликом цієї спроби крадіжки.

За його задумом: той, хто успішно виконає виклик, отримує частину маржі хакера; а початкові 50 біткоїнів з ризиком будуть безповоротно знищені і не будуть передані учаснику виклику. Його мета — не допомогти втраченому власнику відновити монети, а зробити неможливим стабільне викрадення коштів хакером і зменшити мотивацію для атаки.

Третій варіант називається «аукціон Сонга» і не вимагає попереднього блокування монет. Як тільки хтось намагається перевести небезпечну монету, автоматично розпочинається аукціон. Найвищий учасник отримує ці монети (мінус своя ставка), а другий учасник втрачає всі свої гроші — нічого не отримує. Це схоже на класичну гру «аукціон за долар»: двоє людей постійно піднімають ціну, ніхто не хоче залишитися з чистими втратами. Хакер подумає двічі, чи варто починати аукціон, який, швидше за все, призведе до ще більших втрат.

Одним із запропонованих підходів є встановлення дати завершення міграції: після її настання вивід коінів із старого гаманця буде повністю заборонено. Це дійсно запобігає крадіжці, але має побічний ефект: коіни справжніх власників, які забули перемістити їх або не встигли це зробити, будуть навіки заблоковані.

Корі Філдс вибрав інший підхід. Старі кошти все ще можна вивести, але будь-яка спроба виведення вимагатиме витрат та зможе бути викликана іншими. Сами́й блокчейн біткойна не може розрізнити, хто є справжнім власником, а хто — квантовим хакером, який може надати дійсний підпис.

Ці компроміси мають очевидні наслідки: легітимні власники повинні зберігати великий депозит при виведенні монет; користувачі, які довго не онлайн, пропускають можливість подати апеляцію; навіть деякі власники, які живі, але тимчасово не онлайн, можуть втратити свої монети під час аукціону.

Біткойн спочатку потребує квантово-безпечного способу зберігання та використання коштів. Гаманці повинні підтримувати приховані зобов’язання власності, а консенсусні правила біткойну повинні примусово забезпечувати залог, період очікування, спеціальні транзакції відновлення та механізм аукціону.

Розробникам також потрібно домовитися про те, коли вступлять у дію нові правила, яка сума забезпечення вимагатиметься та як будуть оброблятися невдалі ставки або залишкові кошти. Fields вважає, що деякі механізми можна ввести за допомогою м’якого розгалуження, але не надав детального опису дизайну.

Наразі в мережі Bitcoin ці механізми захисту відсутні. Fields також не надав реалізації коду, розкладу запуску, розподілу коштів аукціону та кінцевої мети — у оригінальному тексті це також не було визначено.

Автор: Jose, Decrypt; Переклад: Chopper, Foresight News