Proof-of-stake blockchains zouden kwetsbaarder kunnen zijn voor toekomstige kwantumcomputer-aanvallen, omdat de validatorsignaturen die worden gebruikt om deze netwerken te beveiligen, afhankelijk zijn van cryptografie die een voldoende krachtige kwantumcomputer uiteindelijk zou kunnen doorbreken, volgens een rapport van cryptocurrency-beurs Coinbase.

Het rapport, dinsdag uitgebracht door Coinbase's Onafhankelijke Adviesraad voor Kwantumcomputing en Blockchain, onderzoekt hoe vooruitgang in kwantumcomputing de veiligheid van digitale activa zou kunnen beïnvloeden.

“Het juiste moment om je voor te bereiden op een cryptografische overgang is voordat het urgent wordt,” vertelde een woordvoerder van de Coinbase Adviesraad aan Decrypt. “Ons standpunt is dat klantactiva vandaag veilig zijn, maar de sector moet ‘niet imminent’ niet verwarren met ‘niet belangrijk.’”

Proof-of-stake netwerken zoals Ethereum en Solana vertrouwen op cryptografische signaturen — BLS-signaturen voor Ethereum-validators en Ed25519-signaturen voor Solana-validators en -gebruikers — om het netwerk te helpen blokken overeen te komen en consensus te behouden.

“Proof-of-stake chains zijn kwetsbaar in de signatureschema’s die validators gebruiken om het netwerk te beveiligen,” aldus de adviesraad. “Dat betekent dat de uitdaging voor proof-of-stake niet alleen het upgraden van wallets is; delen van het kernconsensusmechanisme zelf moeten mogelijk worden herontworpen.”

Het rapport wees op recent werk van Ethereum-ontwikkelaars, waaronder een voorstel van mede-oprichter Vitalik Buterin in februari om BLS-validator-signaturen, KZG-commitments en ECDSA-wallet-signaturen te vervangen door kwantumresistente alternatieven.

De Onafhankelijke Adviesraad voor Kwantumcomputing en Blockchain van Coinbase, gelanceerd in januari, brengt academische en industriële experts samen om te bestuderen hoe vooruitgang in kwantumcomputing de blockchainbeveiliging zou kunnen beïnvloeden en om langetermijnoplossingen te schetsen. De raad omvat onderzoekers van Stanford University, de University of Texas at Austin, de Ethereum Foundation, Eigen Labs, Bar-Ilan University en de University of California, Santa Barbara.

De raad identificeerde ook digitale signaturen die worden gebruikt door crypto-wallets als een andere belangrijke kwetsbaarheid op lange termijn. Deze signaturen bewijzen het eigendom van cryptocurrency en autoriseren transacties. Indien doorbroken, zouden aanvallers zich kunnen voordoen als wallet-eigenaren en hun fondsen kunnen verplaatsen. Wallets waarvan de publieke sleutels on-chain zichtbaar zijn, worden als het meest kwetsbaar beschouwd. Het rapport schat dat ongeveer 6,9 miljoen Bitcoin in die categorie vallen.

Het rapport stelt dat de huidige cryptocurrency-systemen veilig blijven omdat kwantumcomputers die in staat zijn om moderne cryptografische signaturen te doorbreken, nog niet bestaan. Machines die daartoe in staat zijn, zouden veel krachtiger moeten zijn dan de huidige kwantumsystemen.

Hoewel veel van de discussie over kwantumdreigingen zich heeft gericht op Bitcoin, stelde de raad dat de kerninfrastructuur van het netwerk — inclusief het miningproces, hashfuncties en de historische ledger — onder de huidige kennis niet als significant kwetsbaar wordt beschouwd.

“Een kwantumcomputer die het Grover-algoritme uitvoert, zou in theorie de proof-of-work-uitdaging sneller kunnen oplossen dan een klassieke computer,” aldus de adviesraad. “Echter, op de schaal van de huidige proof-of-work-puzzels, weegt de overhead die nodig is om het Grover-algoritme op een kwantumcomputer uit te voeren zwaarder dan het theoretische voordeel ervan.”

Experts waarschuwen dat het verplaatsen van blockchains naar kwantumresistente cryptografie technische uitdagingen met zich meebrengt, omdat kwantumveilige signaturen aanzienlijk groter zijn dan de huidige, wat de transactiesnelheid, opslag en kosten zou kunnen beïnvloeden.

“Het verstandige om te doen is Bitcoin voor te bereiden en mensen de optie te geven hun sleutels te migreren naar een kwantumklaar formaat,” vertelde Blockstream CEO Adam Back in een recent interview aan Bloomberg. “Hoe langer de tijd die Bitcoin-gebruikers hebben om hun sleutels te migreren, en voor custodians en beurzen om hun munten naar een kwantumklaar formaat te verplaatsen, hoe veiliger het zal zijn.”

Het rapport werpt ook de vraag op hoe netwerken moeten omgaan met wallets die nooit worden geüpgraded. Verloren sleutels, inactieve accounts en verlaten wallets betekenen dat sommige activa blootgesteld kunnen blijven als kwantumaanvallen mogelijk worden.

“Een cryptografisch relevante kwantumcomputer zou nog steeds een grote sprong vereisen van de huidige systemen, maar het upgraden van wallets, beurzen, custodians en gedecentraliseerde netwerken is een meerjarige inspanning,” aldus de adviesraad. “Daarom wilden we nu publiceren: om het gesprek te baseren op wetenschap in plaats van hype, om uiteen te zetten wat er werkelijk op het spel staat, en om de sector te helpen vroegtijdig praktische migratiebeslissingen te nemen.”