Розробник bitcoin Корі Філдс запропонував провокативний захід проти майбутньої квантової загрози: «квантові міни», які можуть змусити потенційних злочинців ризикувати втратою власних BTC, якщо вони спробують вкрасти монети з гаманців, публічні ключі яких вже були розкриті.
У дописі від 4 листопада на електронній поштовій розсилці Bitcoin Development Fields — працівник Digital Currency Initiative при MIT — описав думковий експеримент, спрямований на запобігання атакам з використанням квантових обчислень. Основна ідея: будь-яка витрата з гаманця, який вважається «квантово-вразливим», повинна вимагати від відправника розміщення відповідного забезпечення з квантово-безпечного виходу. Це надає початковому власнику вікно часу для підтвердження ранішнього права власності та повернення коштів, а також дає змогу конфіскувати забезпечення нападника, якщо виявлено крадіжку.
Чому існує занепокоєння
Пропозиція вирішує реальний, хоча ще теоретичний, ризик. Деякі формати транзакцій bitcoin відкривають публічні ключі в ланцюжку; повторне використання адрес та вихідні дані старого стилю означають, що публічний ключ уже може бути видимим для певних коштів. Достатньо потужний квантовий комп’ютер теоретично зможе вивести приватний ключ з такого відкритого публічного ключа і витратити кошти. Наразі жодна публічно продемонстрована квантово-система не здатна на це, але розробники готуються до такої можливості.
Як працюватиме «міна»
Приклад Філдса простий: щоб перемістити 1 BTC з уразливого гаманця, витрачач повинен надати ще 1 BTC, що знаходяться у квантово-безпечному виході, як забезпечення. Обидві суми будуть розміщені у спеціальному виході з обмеженнями на витрачання — наприклад, період очікування в 30 днів. Якщо початковий власник раніше створив приховане зобов’язання власності (доказ, підготовлений до того, як квантові атаки стали практичними), він зможе розкрити його протягом цього вікна і повернути монети. Як написав Філдс: «Однак Альса помічає транзакцію протягом цього часу», описуючи, як законний власник може використати зобов’язання, щоб повернути кошти та отримати забезпечення атакуючого.
Невизначеність є запобіжним фактором: нападник не знатиме заздалегідь, чи захищений гаманець таким зобов’язанням, тому успішне крадіжство може коштувати їм більше, ніж монети, які вони намагалися вкрасти.
Резервні варіанти для випадків зневіщених або втрачених гаманців
Філдс визнає, що схема залежить від того, чи власники все ще контролюють приватні ключі та заздалегідь підготоють зобов’язання — це не завжди справедливо для старіших або неактивних гаманців. Щоб вирішити цю проблему, він запропонував окремий механізм, за яким сторонні особи могли подавати приховані пропозиції щодо вразливих активів до будь-якої атаки. Якщо квантовий нападник пізніше витрачатиме монети, після закінчення періоду підтвердження власності може розпочатися аукціон, під час якого попередньо зареєстровані учасники зможуть розкрити свої пропозиції та стверджувати частину колатералу нападника. За описом Філдса, вразливі монети навіть можуть бути знищені, якщо відповідна пропозиція запобігає нападнику зберегти їх.
Компроміси в дизайні та практичні труднощі
Пропозиція є відкрито думковим експериментом, а не готовим до впровадження патчем: Філдс попередив, що не визначив необхідних змін у програмному забезпеченні. Важливі компроміси залишаються. Вимога до забезпечення може навантажити легітимних користувачів, які зберігають кошти лише у старих гаманцях — людина з одним балансом 1 BTC у вразливій адресі повинна мати додаткові 1 BTC у квантово-безпечній формі, щоб витратити їх. Механізм також не може автоматично розрізняти легітимного власника від атакуючого, який справді відновив той самий приватний ключ.
Розглядалися різні способи розподілу конфіскованого забезпечення — між успішними учасниками аукціону, майнерами або іншими отримувачами — а також обговорювалися дизайни аукціонів, які можуть передбачати штрафи для програючих учасників. Але ці варіанти залишаються невирішеними: коефіцієнти забезпечення, терміни аукціонів, правила штрафів та умови знищення монет — все це залишається відкритими питаннями.
Більш широкий контекст
Ідея приєднується до зростаючої дискусії щодо підготовки до квантових загроз у криптовалюті. Coinbase закликала розробників у жовтні планувати квантові ризики, попередивши, що міграція старих гаманців може зайняти роки. Дослідження Fireblocks виявило відкриті публічні ключі як значну вразливість і оцінило, що мільйони BTC можуть знаходитися у потенційно вразливих адресах. Окрема пропозиція BitMEX запропонувала вводити додаткові обмеження лише для старих гаманців після підтвердження робочої квантової атаки.
Основний висновок
«Квантові міни» Філдса — це творчий спроба використати асиметричний ризик проти нападників, але вони вимагатимуть нових квантово-безпечних вихідних даних, змін у консенсусі та обережного дизайну, щоб не завдавати невиправданої шкоди легітимним користувачам. Наразі пропозиція є вихідною точкою для обговорення, а не негайною зміною протоколу — і більшість роботи спільноти залишається зосередженою на шляхах міграції та порогах виявлення у випадку, якщо квантові атаки коли-небудь стануть практичними.
У дописі від 4 листопада на електронній поштовій розсилці Bitcoin Development Fields — працівник Digital Currency Initiative при MIT — описав думковий експеримент, спрямований на запобігання атакам з використанням квантових обчислень. Основна ідея: будь-яка витрата з гаманця, який вважається «квантово-вразливим», повинна вимагати від відправника розміщення відповідного забезпечення з квантово-безпечного виходу. Це надає початковому власнику вікно часу для підтвердження ранішнього права власності та повернення коштів, а також дає змогу конфіскувати забезпечення нападника, якщо виявлено крадіжку.
Чому існує занепокоєння
Пропозиція вирішує реальний, хоча ще теоретичний, ризик. Деякі формати транзакцій bitcoin відкривають публічні ключі в ланцюжку; повторне використання адрес та вихідні дані старого стилю означають, що публічний ключ уже може бути видимим для певних коштів. Достатньо потужний квантовий комп’ютер теоретично зможе вивести приватний ключ з такого відкритого публічного ключа і витратити кошти. Наразі жодна публічно продемонстрована квантово-система не здатна на це, але розробники готуються до такої можливості.
Як працюватиме «міна»
Приклад Філдса простий: щоб перемістити 1 BTC з уразливого гаманця, витрачач повинен надати ще 1 BTC, що знаходяться у квантово-безпечному виході, як забезпечення. Обидві суми будуть розміщені у спеціальному виході з обмеженнями на витрачання — наприклад, період очікування в 30 днів. Якщо початковий власник раніше створив приховане зобов’язання власності (доказ, підготовлений до того, як квантові атаки стали практичними), він зможе розкрити його протягом цього вікна і повернути монети. Як написав Філдс: «Однак Альса помічає транзакцію протягом цього часу», описуючи, як законний власник може використати зобов’язання, щоб повернути кошти та отримати забезпечення атакуючого.
Невизначеність є запобіжним фактором: нападник не знатиме заздалегідь, чи захищений гаманець таким зобов’язанням, тому успішне крадіжство може коштувати їм більше, ніж монети, які вони намагалися вкрасти.
Резервні варіанти для випадків зневіщених або втрачених гаманців
Філдс визнає, що схема залежить від того, чи власники все ще контролюють приватні ключі та заздалегідь підготоють зобов’язання — це не завжди справедливо для старіших або неактивних гаманців. Щоб вирішити цю проблему, він запропонував окремий механізм, за яким сторонні особи могли подавати приховані пропозиції щодо вразливих активів до будь-якої атаки. Якщо квантовий нападник пізніше витрачатиме монети, після закінчення періоду підтвердження власності може розпочатися аукціон, під час якого попередньо зареєстровані учасники зможуть розкрити свої пропозиції та стверджувати частину колатералу нападника. За описом Філдса, вразливі монети навіть можуть бути знищені, якщо відповідна пропозиція запобігає нападнику зберегти їх.
Компроміси в дизайні та практичні труднощі
Пропозиція є відкрито думковим експериментом, а не готовим до впровадження патчем: Філдс попередив, що не визначив необхідних змін у програмному забезпеченні. Важливі компроміси залишаються. Вимога до забезпечення може навантажити легітимних користувачів, які зберігають кошти лише у старих гаманцях — людина з одним балансом 1 BTC у вразливій адресі повинна мати додаткові 1 BTC у квантово-безпечній формі, щоб витратити їх. Механізм також не може автоматично розрізняти легітимного власника від атакуючого, який справді відновив той самий приватний ключ.
Розглядалися різні способи розподілу конфіскованого забезпечення — між успішними учасниками аукціону, майнерами або іншими отримувачами — а також обговорювалися дизайни аукціонів, які можуть передбачати штрафи для програючих учасників. Але ці варіанти залишаються невирішеними: коефіцієнти забезпечення, терміни аукціонів, правила штрафів та умови знищення монет — все це залишається відкритими питаннями.
Більш широкий контекст
Ідея приєднується до зростаючої дискусії щодо підготовки до квантових загроз у криптовалюті. Coinbase закликала розробників у жовтні планувати квантові ризики, попередивши, що міграція старих гаманців може зайняти роки. Дослідження Fireblocks виявило відкриті публічні ключі як значну вразливість і оцінило, що мільйони BTC можуть знаходитися у потенційно вразливих адресах. Окрема пропозиція BitMEX запропонувала вводити додаткові обмеження лише для старих гаманців після підтвердження робочої квантової атаки.
Основний висновок
«Квантові міни» Філдса — це творчий спроба використати асиметричний ризик проти нападників, але вони вимагатимуть нових квантово-безпечних вихідних даних, змін у консенсусі та обережного дизайну, щоб не завдавати невиправданої шкоди легітимним користувачам. Наразі пропозиція є вихідною точкою для обговорення, а не негайною зміною протоколу — і більшість роботи спільноти залишається зосередженою на шляхах міграції та порогах виявлення у випадку, якщо квантові атаки коли-небудь стануть практичними.