लेजर सीटीओ चार्ल्स गुइलमेट द्वारा यह तर्क दिए जाने के बाद कि एक नई हस्ताक्षर योजना चुनना बिटकॉइन उपयोगकर्ताओं और मौजूदा फंडों को सुरक्षित रूप से स्थानांतरित करने से आसान साबित हो सकता है, बिटकॉइन की क्वांटम-पश्चात प्रवासन बहस वॉलेट सुरक्षा और निष्क्रिय-कॉइन प्रबंधन की ओर बढ़ गई है।

लेजर सीटीओ चार्ल्स गुइलमेट ने लेजर द्वारा प्रकाशित एक तकनीकी विश्लेषण में कहा कि "बिटकॉइन में आज कोई क्वांटम कंप्यूटर समस्या नहीं है," जबकि उन्होंने चेतावनी दी कि प्रवासन अनुसंधान, सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन, हार्डवेयर-वॉलेट में परिवर्तन और उपयोगकर्ता अपनाने में वर्षों लग सकते हैं। उन्होंने कहा कि बिटकॉइन के वर्तमान हस्ताक्षरों को तोड़ने में सक्षम कोई क्रिप्टोग्राफिक रूप से प्रासंगिक क्वांटम कंप्यूटर आज मौजूद नहीं है, जबकि ऐसी मशीन के समय का पता नहीं है।

उनकी समीक्षा SHRINCS पर केंद्रित है, जो एक मसौदा बिटकॉइन-विशिष्ट क्वांटम-पश्चात हस्ताक्षर प्रस्ताव है जो एक छोटे स्टेटफुल हस्ताक्षर तंत्र को एक बड़े स्टेटलेस रिकवरी पथ के साथ जोड़ता है। विनिर्देश अभी भी अधूरा है, इसका कोई BIP नंबर असाइन नहीं किया गया है और इसमें कहा गया है कि इसका औपचारिक "सुरक्षा प्रमाण TODO" है।

बिटकॉइन प्रवासन में क्रिप्टोग्राफी चुनने से कहीं ज़्यादा है

गुइलमेट ने संक्रमण को तीन समस्याओं में विभाजित किया: एक क्वांटम-पश्चात हस्ताक्षर योजना का चयन करना, बिटकॉइन वॉलेट और प्रोटोकॉल इंफ्रास्ट्रक्चर को उस योजना के अनुकूल बनाना, और यह तय करना कि मौजूदा BTC को क्वांटम-प्रतिरोधी आउटपुट में कैसे स्थानांतरित किया जाना चाहिए। अंतिम समस्या में वे कॉइन शामिल हैं जिनके मालिक अपनी चाबियां खो चुके हैं या कई वर्षों से फंड स्थानांतरित नहीं किए हैं।

बिटकॉइन का वर्तमान लेनदेन प्राधिकरण ECDSA और श्नोर हस्ताक्षरों पर बहुत अधिक निर्भर करता है जो अण्डाकार-वक्र क्रिप्टोग्राफी पर आधारित हैं। शोर के एल्गोरिथम को चलाने वाला एक पर्याप्त सक्षम क्वांटम कंप्यूटर सैद्धांतिक रूप से उजागर सार्वजनिक कुंजियों से निजी कुंजियों को पुनः प्राप्त कर सकता है, लेकिन आज कोई सार्वजनिक रूप से प्रदर्शित मशीन बिटकॉइन के खिलाफ उस हमले को अंजाम नहीं दे सकती है।

गुइलमेट ने कहा कि प्रवासन का मूल्यांकन केवल प्रतिस्थापन योजना की क्रिप्टोग्राफिक शक्ति से नहीं किया जा सकता है क्योंकि वॉलेट, हार्डवेयर डिवाइस, बैकअप सिस्टम और मल्टी-डिवाइस सेटअप को इसे सुरक्षित रूप से लागू करना चाहिए। उन्होंने कमजोर विरासत कॉइन पर सामाजिक सहमति तक पहुंचने को सबसे कठिन अनसुलझे प्रश्नों में से एक बताया।

अन्य क्रिप्टोग्राफरों से भी ऐसी ही स्थिति उभरी है। स्टैनफोर्ड क्रिप्टोग्राफर डैन बोन ने तर्क दिया है कि बिटकॉइन को क्वांटम जोखिम के लिए तैयार रहना चाहिए, जबकि जल्दबाजी में प्रवासन से बचना चाहिए जिससे गंभीर सॉफ्टवेयर विफलताएं हो सकती हैं।

SHRINCS छोटे हस्ताक्षरों को वॉलेट स्टेट के लिए ट्रेड करता है

वर्तमान SHRINCS मसौदा विनिर्देश SHA-256 के चारों ओर निर्मित एक हैश-आधारित प्रणाली का वर्णन करता है, वही हैश परिवार जिसका बिटकॉइन द्वारा पहले से ही बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। इसके डिजाइनर अपने चुने हुए मापदंडों के तहत लगभग 128 बिट्स की शास्त्रीय सुरक्षा और 64 बिट्स की क्वांटम सुरक्षा का लक्ष्य रखते हैं।

इसकी 48-बाइट सार्वजनिक कुंजी दो हस्ताक्षर मार्गों के लिए प्रतिबद्ध है। कॉम्पैक्ट मार्ग फ्लेक्सिबल XMSS और WOTS+C का उपयोग करता है, जो 548 बाइट्स से 4,619 बाइट्स तक स्टेटफुल हस्ताक्षर उत्पन्न करता है। SLH-DSA अवधारणाओं पर आधारित एक स्टेटलेस फॉलबैक 5,777-बाइट हस्ताक्षर उत्पन्न करता है।

NIST ने अगस्त 2024 में FIPS 205 के रूप में SLH-DSA का मानकीकरण किया। मानक स्वयं स्टेटलेस है और SPHINCS+ पर आधारित है, जबकि SHRINCS मसौदा अपने अलग स्टेटफुल घटक के साथ एक कस्टम पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है।

नई संख्याएँ महत्वपूर्ण हैं क्योंकि SHRINCS के एक पुराने संस्करण ने अक्सर उद्धृत 324-बाइट स्टेटफुल हस्ताक्षर उत्पन्न किया था। गुइलमेट ने कहा कि यह आंकड़ा अब वर्तमान बिटकॉइन मसौदे का वर्णन नहीं करता है। सितंबर का विनिर्देश अपने स्टेटफुल मार्ग के लिए 548 बाइट्स से शुरू होता है।

ब्लॉकस्ट्रीम रिसर्च ने तर्क दिया है कि हैश-आधारित हस्ताक्षर रूढ़िवादी क्रिप्टोग्राफिक धारणाएं और अपेक्षाकृत सस्ता सत्यापन प्रदान करते हैं। इसके मई के शोध में उल्लेख किया गया है कि मानकीकृत क्वांटम-पश्चात हस्ताक्षर बिटकॉइन के वर्तमान 64-बाइट श्नोर हस्ताक्षरों की तुलना में बहुत बड़े होते हैं, जिससे ब्लॉक स्पेस और लेनदेन थ्रूपुट पर दबाव पड़ता है।

ब्लॉकस्ट्रीम ने सिम्प्लिसिटी के माध्यम से लिक्विड साइडचेन पर SHRINCS सत्यापन का प्रदर्शन पहले ही कर दिया है, लेकिन उस प्रयोग का मतलब यह नहीं है कि यह योजना बिटकॉइन मेननेट पर सक्रिय है। बिटकॉइन विनिर्देश किसी भी नेटवर्क परिनियोजन से पहले समीक्षा और आम सहमति की आवश्यकता वाला शोध कार्य बना हुआ है।

स्टेटफुल हस्ताक्षर एक नया वॉलेट विफलता मोड बनाते हैं

कॉम्पैक्ट SHRINCS पथ के लिए प्रत्येक एक-बार की हस्ताक्षर कुंजी को केवल एक बार उपयोग करने की आवश्यकता होती है। इसलिए एक वॉलेट एक काउंटर बनाए रखता है जो यह पहचानता है कि अगला कौन सा हस्ताक्षर स्लॉट उपयोग किया जाना चाहिए, और उस काउंटर को डिवाइस छोड़ने से पहले स्थायी रूप से आगे बढ़ना चाहिए।

यदि एक वॉलेट दो अलग-अलग संदेशों के लिए एक ही हस्ताक्षर स्लॉट का उपयोग करता है, तो हस्ताक्षरों द्वारा उजागर की गई जानकारी एक पर्यवेक्षक को एक वैध हस्ताक्षर गढ़ने दे सकती है। गुइलमेट ने लिखा है कि हमलावर जरूरी नहीं कि पूरे निजी सीड को पुनः प्राप्त करे, लेकिन प्रभावित उपयोगकर्ता के फंड अभी भी चोरी होने योग्य बन सकते हैं।

बैकअप एक और समस्या पैदा करते हैं। एक पुरानी कॉपी से वॉलेट को पुनर्स्थापित करने से एक पुराना काउंटर पुनर्स्थापित हो सकता है। एक ही सीड से शुरू किए गए दो हार्डवेयर उपकरणों को एक ही जोखिम का सामना करना पड़ सकता है यदि वे स्वतंत्र रूप से स्टेटफुल पथ का उपयोग करते हैं और यह समन्वय नहीं करते हैं कि कौन सी एक-बार की कुंजियां पहले ही उपयोग की जा चुकी हैं।

SHRINCS की एक स्वतंत्र प्रोजेक्ट इलेवन समीक्षा भी इसी निष्कर्ष पर पहुंची। शोधकर्ता एलेक्स प्रुडेन और कोनोर डीगन ने कहा कि यह योजना एक सुरक्षा-महत्वपूर्ण स्टेट आवश्यकता को वॉलेट और कस्टोडियल सिस्टम में स्थानांतरित करती है, जहां बैकअप पुनर्स्थापना या स्टेट रोलबैक से एक-बार की कुंजी का पुन: उपयोग हो सकता है।

SHRINCS एक फॉलबैक प्रदान करता है जब स्टेट खो जाता है या अनिश्चित होता है। मूल सीड अभी भी स्टेटलेस हस्ताक्षर कुंजी प्राप्त कर सकता है, जिससे 5,777-बाइट हस्ताक्षर का उपयोग करके फंड स्थानांतरित हो सकते हैं। जब इसके काउंटर पर अब भरोसा नहीं किया जा सकता है, तो वॉलेट को उस कुंजी के लिए कॉम्पैक्ट स्टेटफुल मार्ग का उपयोग स्थायी रूप से बंद कर देना चाहिए।

गुइलमेट ने इस गुण को SHRINCS के मजबूत डिज़ाइन विकल्पों में से एक बताया क्योंकि स्टेट खोने से दक्षता प्रभावित होती है और कॉइन स्वचालित रूप से खर्च न करने योग्य नहीं बनते हैं।

वर्तमान वॉलेट सुविधाएँ स्पष्ट रूप से स्थानांतरित नहीं होंगी

अण्डाकार-वक्र हस्ताक्षरों से हैश-आधारित हस्ताक्षरों में जाने से कई वॉलेट उपकरण बदल जाएंगे जिन पर बिटकॉइन उपयोगकर्ता आज निर्भर करते हैं। गैर-कठोर BIP32 व्युत्पत्ति एक विस्तारित सार्वजनिक कुंजी को निजी कुंजियों को उजागर किए बिना चाइल्ड सार्वजनिक कुंजियों को उत्पन्न करने की अनुमति देती है, जो सामान्य केवल-देखने वाले वॉलेट डिज़ाइनों का समर्थन करती है। गुइलमेट ने कहा कि एक कुशल समकक्ष स्वाभाविक रूप से हैश-आधारित हस्ताक्षरों में नहीं आता है।

थ्रेशोल्ड हस्ताक्षर एक संबंधित समस्या प्रस्तुत करता है। श्नोर-आधारित प्रणालियाँ प्रतिभागियों को कुशलतापूर्वक संयोजित कर सकती हैं, जबकि ज्ञात हैश-आधारित विकल्प बड़े हस्ताक्षरों, अधिक भंडारण या संचार, या विभिन्न विश्वास धारणाओं की आवश्यकता रखते हैं। गुइलमेट ने कहा कि SHRINCS से वर्तमान श्नोर थ्रेशोल्ड सिस्टम के लिए एक कॉम्पैक्ट ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन प्रदान करने की उम्मीद नहीं की जानी चाहिए।

हार्डवेयर प्रदर्शन एक और बाधा बना हुआ है। लेजर के विश्लेषण के अनुसार, क्वांटम-पश्चात कुंजी जनरेशन और स्टेटलेस SHRINCS पथ कुछ सुरक्षित हार्डवेयर पर मिनटों ले सकते हैं क्योंकि प्रक्रिया कई SHA-256 ऑपरेशन करती है और श्नोर हस्ताक्षर की तुलना में अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है।

ब्लॉकस्ट्रीम का शोध इस व्यापार-बंद को अलग तरह से प्रस्तुत करता है, यह तर्क देते हुए कि SHRINCS सत्यापन SHA-256 गणनाओं पर हावी है और इसलिए जब हस्ताक्षर अधिक बाइट्स का उपभोग करते हैं तब भी यह कम्प्यूटेशनल रूप से प्रबंधनीय रह सकता है। वर्तमान मसौदा दावा करता है कि इसकी प्रति हस्ताक्षर बाइट की सबसे खराब स्थिति में सत्यापन लागत BIP340 श्नोर से कम है।

बिटकॉइन ने अभी तक कोई क्वांटम-पश्चात प्रवासन नहीं अपनाया है

SHRINCS वर्तमान बिटकॉइन क्वांटम-सुरक्षा चर्चा का केवल एक हिस्सा है। BIP 360, जिसे पे-टू-मर्कल-रूट कहा जाता है, एक अलग मसौदा प्रस्ताव है जिसे टैपरूट के क्वांटम-संवेदनशील कुंजी-पथ खर्च को हटाने और उपयोगकर्ताओं को लंबे-एक्सपोजर हमलों से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

BIP 360 स्वयं एक क्वांटम-पश्चात हस्ताक्षर एल्गोरिथम पेश नहीं करता है। इसके लेखक बताते हैं कि छोटे-एक्सपोजर हमलों, जहां एक हमलावर एक लेनदेन द्वारा अपनी सार्वजनिक कुंजी प्रकट करने के बाद लेकिन पुष्टि से पहले एक निजी कुंजी प्राप्त करता है, के लिए भविष्य की क्वांटम-पश्चात हस्ताक्षर योजना की आवश्यकता हो सकती है।

BIP 361 प्रवासन समस्या को अधिक सीधे संबोधित करता है। मसौदा प्रस्ताव एक क्वांटम-पश्चात आउटपुट तंत्र उपलब्ध होने के बाद विरासत ECDSA और श्नोर खर्च की चरणबद्ध समाप्ति का वर्णन करता है। इसकी प्रस्तावित अनुसूची में एक प्रारंभिक प्रवासन अवधि शामिल है जिसके बाद विरासत हस्ताक्षरों पर कड़ी प्रतिबंध लगाए जाएंगे।

जैसा कि crypto.news ने अपनी BIP 360 और BIP 361 समीक्षा में बताया, एक अनसुलझा मुद्दा यह है कि कमजोर BTC का क्या होना चाहिए जो कभी भी माइग्रेट नहीं करता है। संभावित दृष्टिकोण उन कॉइन को प्रभावित कर सकते हैं जिन्हें खोया हुआ, परित्यक्त या ऐसे मालिकों द्वारा नियंत्रित माना जाता है जो भविष्य के अपग्रेड में भाग नहीं ले सकते हैं।

कॉइनबेस के स्वतंत्र क्रिप्टोग्राफी सलाहकार बोर्ड ने क्वांटम हमलावर के अस्तित्व में आने से पहले प्रवासन योजना शुरू करने का आह्वान किया है। बोर्ड ने तैयारी का समर्थन किया जबकि विरासत कॉइन को फ्रीज करने या संभालने के सवालों को बिटकॉइन समुदाय पर छोड़ दिया।

आधिकारिक बिटकॉइन BIP रिपॉजिटरी में 17 सितंबर तक BIP 360 और BIP 361 दोनों को मसौदा के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। SHRINCS स्वयं एक बिना नंबर वाला मसौदा विनिर्देश बना हुआ है, जिसके लेखक चेतावनी दे रहे हैं कि क्रिप्टोग्राफी प्रोटोटाइप कार्य है जिसके लिए आगे पीयर रिव्यू और एक पूर्ण सुरक्षा प्रमाण की आवश्यकता है।

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