ビットコインのポスト量子移行に関する議論
ビットコインのポスト量子移行に関する議論は、LedgerのCTOであるシャルル・ギレメが新しい署名方式の選択がビットコインユーザーや既存の資金を安全に移動させるよりも容易である可能性があると主張した後、ウォレットのセキュリティと休眠コインの取り扱いに移行しています。ギレメは、Ledgerが発表した技術分析の中で「ビットコインは現在、量子コンピュータの問題を抱えていない」と述べつつ、移行研究、ソフトウェアの実装、ハードウェアウォレットの変更、ユーザーの採用には数年かかる可能性があると警告しました。
量子コンピュータの脅威とSHRINCS提案
彼は、ビットコインの現在の署名を破ることができる暗号的に関連する量子コンピュータは現在存在しないと述べ、そのような機械のタイミングは不確実であるとしました。彼のレビューは、より小さな状態を持つ署名メカニズムとより大きな無状態の回復経路を組み合わせたビットコイン特有のポスト量子署名提案であるSHRINCSに焦点を当てています。この仕様は未完成で、BIP番号は割り当てられておらず、正式な「セキュリティ証明はTODO」と記載されています。
移行の課題とウォレットのセキュリティ
ビットコインは現在、量子コンピュータの問題を抱えていませんが、移行には数年かかる可能性があります。SHRINCSは、私が見た中で最初のビットコイン特有のポスト量子提案であり、真剣なエンドツーエンドのトレードオフを行っており、読む価値があります。ギレメは移行を三つの問題に分けました：
- ポスト量子署名方式の選択
- ビットコインウォレットとプロトコルインフラをその方式に適応させること
- 既存のBTCを量子耐性のある出力にどのように移動させるかを決定すること
最後の問題には、所有者が鍵を失ったか、何年も資金を移動させていないコインが含まれます。
量子コンピュータとECDSAの脆弱性
ビットコインの現在の取引承認は、楕円曲線暗号に基づくECDSAとシュノール署名に大きく依存しています。十分に能力のある量子コンピュータがショアのアルゴリズムを実行すれば、理論的には公開鍵からプライベートキーを回復できる可能性がありますが、現在ビットコインに対してその攻撃を実行できる公開された機械は存在しません。
移行の実施と社会的合意
ギレメは、移行は置き換え方式の暗号的強度だけで判断できないと述べ、ウォレット、ハードウェアデバイス、バックアップシステム、マルチデバイス設定が安全にそれを実装する必要があると指摘しました。彼は、脆弱なレガシーコインに関する社会的合意に達することが最も難しい未解決の問題の一つであると述べました。
SHRINCSの設計とセキュリティ
スタンフォードの暗号学者ダン・ボネも、ビットコインは量子リスクに備えるべきであり、深刻なソフトウェアの失敗を引き起こす可能性のある急いだ移行を避けるべきだと主張しています。現在のSHRINCSドラフト仕様は、ビットコインで広く使用されているSHA-256を中心に構築されたハッシュベースのシステムを説明しています。その設計者は、選択したパラメータの下で約128ビットの古典的セキュリティと64ビットの量子セキュリティを目指しています。
SHRINCSの課題と将来の展望
SHRINCSは、状態が失われたり不確かになった場合のフォールバックを提供します。元のシードは依然として無状態の署名キーを導出でき、5,777バイトの署名を使用して資金を移動させることができます。ウォレットは、そのカウンターがもはや信頼できない場合、そのキーのためにコンパクトな状態を持つ経路の使用を永久に停止しなければなりません。ギレメは、この特性をSHRINCSの強力な設計選択の一つとして説明しました。
移行計画とコミュニティの対応
Coinbaseの独立した暗号顧問委員会は、量子攻撃者が存在する前に移行計画を開始するよう呼びかけています。この委員会は、レガシーコインの凍結や取り扱いに関する問題をビットコインコミュニティに委ねながら、準備を支持しました。公式のビットコインBIPリポジトリは、2023年9月17日現在、BIP 360とBIP 361の両方をドラフトとしてリストしています。
結論
SHRINCS自体は番号のないドラフト仕様のままで、その著者は暗号がプロトタイプ作業であり、さらなるピアレビューと完成したセキュリティ証明が必要であると警告しています。現在、公開された量子コンピュータは、ビットコインの楕円曲線公開鍵からプライベートキーを回復することはできません。ギレメは、実用的なハードウェアが実現する前に移行の準備をすることが即時の課題であると述べています。
