Para peneliti di AmericanFortress, sebuah perusahaan keamanan blockchain dan kriptografi yang berbasis di Wyoming yang berfokus pada keamanan pasca-kuantum dan infrastruktur aset digital, telah mengusulkan sistem kriptografi yang mereka katakan dapat memungkinkan dompet Bitcoin dan blockchain lainnya bertahan dari serangan kuantum di masa depan tanpa mengubah alamat dompet yang ada.
Dalam makalah berjudul “ZKPoSP: Post-Quantum Zero-Knowledge Proofs for Hierarchical Deterministic Wallets,” para peneliti AmericanFortress menjelaskan penggantian tanda tangan kurva eliptik tradisional dengan bukti tanpa pengetahuan (zero-knowledge proofs) sambil menjaga kompatibilitas dengan dompet hirarkis deterministik.
“Kemajuan terbaru dalam perangkat keras kuantum, termasuk prosesor Willow Google, telah secara signifikan mempersempit garis waktu menuju komputer kuantum yang relevan secara kriptografi,” tulis mereka. “Dalam pengaturan blockchain, di mana alamat dan standar derivasi kunci seperti BIP32, BIP44, dan SLIP-10 adalah infrastruktur dominan untuk manajemen dompet, komputer kuantum yang menjalankan algoritma Shor dapat memulihkan kunci pribadi kurva eliptik apa pun dari kunci publik yang sesuai, mengancam setiap dompet yang beredar saat ini.”
Penelitian ini berfokus pada "Q-Day", titik di mana komputer kuantum toleran kesalahan dapat menggunakan algoritma Shor untuk mendapatkan kunci pribadi dari kunci publik, membuat kriptografi kurva eliptik yang digunakan oleh Bitcoin dan banyak blockchain lainnya menjadi tidak aman.
Daripada mengharuskan pengguna untuk memindahkan dana ke alamat aman kuantum yang baru, sistem yang diusulkan ini mengganti tanda tangan digital dengan bukti tanpa pengetahuan (zero-knowledge proofs) yang memverifikasi kepemilikan frasa benih (seed phrase) dompet. Karena benih itu sendiri tetap rahasia, para penulis berpendapat bahwa pemilik yang sah masih dapat membuktikan kendali atas dompet mereka bahkan jika kunci pribadi individual disusupi.
Makalah ini memperkenalkan ZKPoSP (Zero-Knowledge Proof of Seed Provenance) dan QBIP32, skema derivasi kunci yang dirancang untuk mendukung beberapa kurva eliptik sambil tetap kompatibel dengan dompet hirarkis deterministik yang ada.
Menurut studi tersebut, para peneliti AmericanFortress mengimplementasikan sistem ini dalam Rust menggunakan mesin virtual tanpa pengetahuan (zero-knowledge virtual machine) RISC Zero. Tolok ukur prototipe menunjukkan waktu pembuatan bukti sekitar 12 hingga 13 detik dan waktu verifikasi sekitar 9 hingga 10 milidetik. Makalah ini juga menjelaskan mode pasca-Q-Day yang mengurangi waktu pembuktian untuk beberapa operasi.
Penelitian ini belum diadopsi oleh jaringan blockchain mana pun. Setiap penerapan akan memerlukan adopsi oleh pengembang, penyedia dompet, bursa, penambang, dan pengguna.
Minat terhadap kriptografi pasca-kuantum telah meningkat seiring persiapan pengembang blockchain untuk Q-Day. Bitcoin menghadirkan tantangan khusus karena pengeluaran koin akan mengekspos kunci publiknya di blockchain. Komputer kuantum yang cukup kuat dapat menggunakan kunci publik tersebut untuk mendapatkan kunci pribadi dan memalsukan tanda tangan transaksi yang valid.
Makalah ini adalah yang terbaru dalam serangkaian upaya di seluruh industri kripto untuk mempersiapkan jaringan blockchain menghadapi masa depan pasca-kuantum. Awal bulan ini, Project Eleven mengusulkan mekanisme pemulihan pasca-kuantum yang akan memungkinkan pengguna membuktikan kepemilikan dompet Bitcoin melalui frasa benihnya daripada tanda tangan digital setelah Q-Day.
Pada bulan Maret, BTQ Technologies merilis implementasi kerja pertama BIP-360 pada testnet "Bitcoin Quantum" khusus untuk mengevaluasi format transaksi tahan kuantum. Pada bulan Mei, perusahaan analitik blockchain Glassnode memperkirakan sekitar 6,04 juta Bitcoin, atau sekitar 30% dari pasokan yang beredar, telah memiliki kunci yang terekspos secara publik, sementara Departemen Perdagangan AS mengumumkan lebih dari $2 miliar dana untuk perusahaan komputasi kuantum dan inisiatif manufaktur.
Minggu lalu, perusahaan-perusahaan besar termasuk BlackRock, Coinbase, Strategy, Fidelity Digital Assets, Galaxy, dan lainnya membentuk Bitcoin Security Consortium, berkomitmen $15 juta selama tiga tahun untuk mendukung penelitian keamanan Bitcoin dan pertahanan terhadap serangan kuantum.
