Le Bitcoin a confirmé la première transaction sur son réseau principal ("mainnet") utilisant la méthode Quantum-Safe Bitcoin (QSB) du chercheur Avihu Levy le 26 août, selon StarkWare.
La transaction minée a démontré que le QSB peut fonctionner selon les règles de consensus existantes de Bitcoin. Elle n'a pas nécessité de nouveaux opcodes, un soft fork ou des modifications par les nœuds Bitcoin.
Les transactions Bitcoin standard reposent sur des signatures utilisant la cryptographie à courbe elliptique. Un ordinateur quantique tolérant aux pannes suffisamment puissant exécutant l'algorithme de Shor pourrait théoriquement calculer une clé privée à partir de sa clé publique exposée.
Le QSB modifie les hypothèses de sécurité pour une sortie ("output") particulière. Il utilise des engagements basés sur des hachages et un puzzle "hash-to-signature" plutôt que de dépendre de la difficulté de résoudre un logarithme discret de courbe elliptique.
La méthode utilise les opérations de vérification ECDSA existantes de Bitcoin comme véhicule, mais sa sécurité provient de la résistance à la préimage de RIPEMD-160. L'implémentation publiée estime une résistance à la seconde préimage d'environ 118 bits contre un attaquant utilisant l'algorithme de Shor.
Le QSB n'utilise pas la technologie de preuve STARK de StarkWare. Cependant, les deux approches dépendent fortement des fonctions de hachage. Comme précédemment rapporté, les zk-STARKs évitent les hypothèses de sécurité des courbes elliptiques tout en produisant des preuves plus grandes que de nombreux systèmes zk-SNARK.
La création d'une dépense QSB implique la recherche de paramètres de transaction dont le hachage RIPEMD-160 résultant peut être interprété comme une signature valide encodée en DER. Trouver un résultat approprié nécessite environ 2^{46} tentatives de hachage.
Le dépôt de Levy estime que la recherche coûte entre 75 et 150 $ en utilisant des GPU cloud. Le document de recherche autorise une fourchette plus large de 75 à 200 $ pour l'incertitude d'implémentation et décrit le coût plus généralement comme quelques centaines de dollars.
Ces chiffres couvrent le calcul hors chaîne, et non les frais de réseau Bitcoin. Chaque transaction nécessite sa propre recherche, bien que le travail puisse être réparti sur plusieurs GPU.
Les transactions QSB dépassent également les limites de la politique de relais standard de Bitcoin. Les nœuds ordinaires ne les propageront normalement pas via le mempool public. Le service Slipstream de MARA a fourni un accès direct à un mineur pour la première transaction sur le réseau principal.
La transaction confirmée prouve que les règles de consensus de Bitcoin acceptent la construction QSB. Elle n'établit pas que Bitcoin, toutes les adresses existantes ou l'écosystème plus large des portefeuilles sont devenus résistants aux attaques quantiques.
Le QSB fonctionne avec les scripts hérités d'avant SegWit. Il ne protège pas directement les sorties Taproot ni les canaux du Lightning Network. Les pièces doivent également entrer dans une sortie QSB via une transaction conventionnelle avant de bénéficier de sa protection basée sur le hachage.
Cette migration crée une limitation importante. Si la transaction source révèle une clé publique alors qu'un attaquant quantique capable existe déjà, l'attaquant pourrait cibler les pièces avant la confirmation. Les adresses dont les clés publiques ont été exposées par des dépenses précédentes restent en dehors de la protection QSB à moins que les détenteurs ne les déplacent au préalable.
Le spécialiste Bitcoin Daniel Batten a précédemment qualifié les affirmations plus larges selon lesquelles le QSB rend déjà Bitcoin quantiquement sûr d'"exagération", citant son incapacité à traiter les pièces dormantes et les clés publiques précédemment exposées.
Levy décrit le QSB comme une "mesure de dernier recours", plutôt qu'un remplacement évolutif pour les transactions Bitcoin ordinaires. Le coût de calcul de la méthode, ses scripts volumineux et sa dépendance à la soumission directe aux mineurs la rendent inadaptée au volume de paiement normal.
"Ce que la transaction réussie d'aujourd'hui offre à Bitcoin, c'est l'assurance que les avoirs peuvent être protégés avant que cela n'arrive", a déclaré Eli Ben-Sasson, PDG de StarkWare, faisant référence à un possible soft fork.
Cette protection reste conditionnelle au déplacement des pièces par les détenteurs vers des sorties compatibles avant qu'un ordinateur quantique ne puisse attaquer les signatures existantes. Aucun ordinateur quantique cryptographiquement pertinent capable de casser les clés Bitcoin n'a été publiquement démontré.
Les développeurs examinent séparément le BIP-360, qui propose des sorties Pay-to-Merkle-Root conçues pour réduire l'exposition à long terme aux attaques quantiques. Contrairement au QSB, l'adoption de cette proposition nécessiterait un changement de protocole Bitcoin.
Les prochaines étapes comprennent un examen indépendant du code QSB, des tests supplémentaires sur le réseau principal et des travaux sur des systèmes de signature post-quantiques plus évolutifs. La transaction fournit une solution de repli fonctionnelle, mais elle n'élimine pas la nécessité d'une migration au niveau du réseau.
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