Автор: Хосе, Decrypt
Переклад: Chopper, Foresight News
Огляд Shenchao: У відповідь на загрозу розшифровки раніше відкритих публічних ключів біткоїн-адрес квантовими обчислювачами, розробник біткоїна Корі Філдс запропонував революційну групову оборонну стратегію «квантові міни». Цей підхід не залежить від радикальних хардфорків чи одноразового заморожування активів, а замість цього перебудовує витрати на атаку та захист у ланцюжку за допомогою теорії ігор, змушуючи хакерів перед початком крадіжки повністю зарезервувати квантово-стійкий гарантійний депозит.
Якщо справжні власники монет під час періоду очікування пред’являть 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 біткоїна Корі Філдс придумав дуже оригінальний спосіб боротьби з майбутніми квантовими хакерами: щоб вкрасти чужі біткоїни, хакеру доведеться спочатку поставити власні 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 план 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 в ланцюжку; інші нові адреси також відкривають публічний ключ під час першої транзакції користувача. Тому не всі гаманці однаково піддаються ризику 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.
Механізм роботи квантових мін
Припустимо, 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 біткоїна, 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 ловушка.
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 переказувати монети. Якщо ви виявите, що хтось намагається вкрасти монети, ви зможете пред’явити попередньо прихований доказ власності. Мережа Bitcoin визнає: ви можете перевести всі 2 монети на попередньо 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 цілий 1 BTC. Але ця схема має свою ціну: якщо власник монети сам хоче легально перемістити 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 ваших власних монет.
Аукціон торгівель з втраченими та раніше втраченими активами
Квантові міни мають передумову: власник монети повинен заздалегідь встановити ловушку та надати докази в межах терміну для подання апеляції. 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 стейкінгу. До Q-Day будь-хто може заблокувати частину квантово-стійких біткоеїв і тихо зробити пропозицію на певний старий гаманець, який легко можна виявити. Наприклад: гаманець, який здається покинутим 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 біткойнів з ризиком будуть безповоротно знищені і не будуть передані учаснику виклику. Його мета — не допомогти втраченому власнику відновити монети, а зробити неможливим стабільне крадіжство біткойнів хакером, знижуючи мотивацію до 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 свої гроші — нічого не отримує. Це схоже на класичну гру «аукціон долара»: двоє людей постійно піднімають ціну за один предмет, бо ніхто не хоче залишитися з чистими втратами. Хакер подумає двічі, чи варто починати аукціон, який майже напевно призведе до більших втрат.
Чому не застосувати універсальну стратегію заморожування?
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 навічно заблоковані.
Корі Філдс вибрав інший шлях. Старі кошти все ще можна вивести, але будь-яка спроба виведення вимагатиме витрат та зазнаватиме викликів з боку інших. Сама мережа Біткоїн не може розрізнити, хто справжній власник, а хто — квантовий хакер, який може надати дійсний підпис.
Ці компроміси мають очевидні наслідки: легітимні власники повинні зарезервувати велику суму гарантії для виведення монет; власники, які довго не онлайн, пропускають можливість подати апеляцію; навіть деякі власники, які живі, але тимчасово не онлайн, можуть втратити свої монети під час аукціону.
Потенційні витрати та шляхи реалізації
Біткойн спочатку потребує квантово-безпечного способу зберігання та використання коштів. Гаманці повинні підтримувати приховані зобов’язання власності, а консенсусні правила біткойну повинні примусово забезпечувати забезпечення, період очікування, спеціальні транзакції відновлення та механізм аукціону.
Розробникам також потрібно домовитися про те, коли вступлять у дію нові правила, яка сума забезпечення вимагатиметься, а також 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.