Peringatan tentang Komputer Kuantum dan Keamanan Bitcoin
Fidelity Digital Assets memperingatkan bahwa komputer kuantum di masa depan dapat mengakses kunci privat Bitcoin dari kunci publik yang terekspos, sehingga mengancam keamanan dana. Mereka mengusulkan sistem tanda tangan berbasis hash yang dapat memperkuat keamanan, meskipun ukuran tanda tangan yang lebih besar dapat mengurangi throughput transaksi dan menyulitkan pemulihan dompet.
Analisis dan Temuan
Menurut analisis yang diterbitkan oleh Fidelity Digital Assets pada 1 September, perlindungan terhadap kunci privat Bitcoin mungkin memerlukan penggantian atau pelengkap di masa mendatang.
Saat ini, komputer kuantum yang relevan secara kriptografi (CRQC) belum ada, tetapi sistem yang cukup kuat dapat merusak asumsi matematis yang mengamankan otorisasi transaksi dan menempatkan dana dalam risiko. Penelitian Fidelity Digital Assets mengidentifikasi throughput transaksi sebagai kendala utama untuk setiap peningkatan keamanan Bitcoin di masa depan:
“Meminimalkan ukuran kunci untuk mempertahankan throughput transaksi Bitcoin tetap menjadi perhatian utama, meskipun dampaknya mungkin kurang terlihat mengingat keadaan saat ini dari mempool yang hampir kosong.”
Dasar Kepemilikan Bitcoin
Kunci privat memungkinkan pemilik Bitcoin untuk mengotorisasi transaksi tanpa bergantung pada perantara. Dompet menggunakan kunci privat untuk menghasilkan tanda tangan digital yang membuktikan kontrol tanpa mengungkapkan kunci rahasia. Hubungan antara kunci privat, kunci publik, dan tanda tangan transaksi membentuk dasar kepemilikan Bitcoin dan penyimpanan mandiri.
Sebagian besar transaksi Bitcoin standar menggunakan Algoritma Tanda Tangan Digital Kurva Eliptik atau tanda tangan Schnorr. Tanda tangan Schnorr tersedia melalui Taproot, dengan Proposal Peningkatan Bitcoin 340 yang menentukan tanda tangan Schnorr dan BIP 341 yang menetapkan aturan pengeluaran Taproot. BIP 341 ditugaskan pada Januari 2020 sebelum peningkatan diaktifkan pada 2021.
Risiko Komputer Kuantum
Kedua skema ini bergantung pada kesulitan menyelesaikan masalah logaritma diskrit kurva eliptik dengan komputer klasik. Namun, komputer kuantum yang cukup kuat yang menjalankan algoritma Shor dapat menyelesaikan masalah tersebut dan memperoleh kunci privat dari kunci publik yang sesuai. Penelitian terbaru telah mengurangi beberapa perkiraan untuk sumber daya yang diperlukan untuk menyerang kriptografi kurva eliptik, sehingga meningkatkan perhatian terhadap keamanan kuantum Bitcoin, meskipun sistem kuantum yang ada saat ini masih jauh dari kapasitas yang relevan secara kriptografi.
Sistem Tanda Tangan Tahan Kuantum
Para peneliti sedang mengevaluasi sistem tanda tangan tahan kuantum yang bergantung pada fungsi hash daripada kriptografi kurva eliptik. Spesifikasi draf SHRINCS menggabungkan jalur tanda tangan stateful yang kompak dengan fallback stateless yang lebih besar. Desain saat ini menentukan kunci publik 48-byte, tanda tangan stateful berkisar antara 548 hingga 4.619 byte, dan tanda tangan stateless 5.777 byte.
Jalur stateful memerlukan perangkat penandatangan untuk melacak kunci tanda tangan satu kali yang telah digunakan. Kehilangan atau kerusakan status dapat mencegah dompet melanjutkan dengan aman melalui jalur tersebut, sementara fallback SHRINCS menarik dari algoritma yang ditetapkan oleh standar SLH-DSA National Institute of Standards and Technology yang diterbitkan pada 13 Agustus 2024. Alternatif stateless mempertahankan akses tetapi mengkonsumsi ruang blok yang jauh lebih besar.
Kesimpulan dan Implikasi
Penelitian Fidelity Digital Assets menggambarkan bagaimana peningkatan Bitcoin yang tahan kuantum di masa depan dapat mengakomodasi berbagai kebutuhan keamanan:
“SHRINCS mewakili salah satu jalur potensial ke depan sebagai BIP yang baru saja diformalkan. Namun, kendala teknis Bitcoin dan ketidakefisienan yang terkait dengan tanda tangan tahan kuantum yang lebih besar menunjukkan bahwa solusi di masa depan mungkin menyerupai keadaan Bitcoin saat ini.”
Tanda tangan Bitcoin yang ada tetap jauh lebih kecil daripada alternatif pasca-kuantum terkemuka, menciptakan trade-off langsung antara keamanan di masa depan dan kapasitas jaringan. Tanda tangan yang lebih besar akan mengkonsumsi lebih banyak ruang blok, meningkatkan biaya transaksi selama periode kemacetan, dan membatasi jumlah transfer yang dapat dikonfirmasi oleh penambang.
Fidelity bergabung dengan delapan perusahaan keuangan dan kripto lainnya pada bulan Juli untuk mendanai inisiatif keamanan Bitcoin senilai $15 juta yang mencakup penelitian ketahanan kuantum. Fidelity, raksasa keuangan yang mengelola aset senilai $7,1 triliun, telah terlibat dalam perdebatan kripto yang semakin intens di Washington dengan mendesak para senator untuk…
