A Coinbase começou a projetar um sistema de custódia pós-quântico destinado a proteger cerca de US$ 250 bilhões em ativos institucionais, ao mesmo tempo em que oferece suporte a qualquer novo esquema de assinatura adotado pelo Bitcoin ou por outra blockchain.
O MARA Foundation TV recebeu o criptógrafo-chefe da Coinbase, Yehuda Lindell, que disse que a exchange quer que sua plataforma de custódia continue utilizável independentemente de quais esquemas de assinatura pós-quântica as blockchains eventualmente escolham.
O Bitcoin ainda não escolheu um esquema de assinatura para uso pós-quântico prático, deixando os custodiante sem um único padrão técnico em torno do qual reconstruir seus sistemas. Lindell disse que diferentes comunidades de blockchain também podem chegar a decisões distintas, em vez de adotar um esquema comum.
Por isso, a Coinbase está se preparando para vários desfechos possíveis, em vez de construir seu sistema em torno de um único candidato. Lindell afirmou que a empresa quer evitar uma situação em que uma blockchain aprove um esquema de assinatura que sua infraestrutura de custódia não consiga suportar.
O trabalho ganha peso adicional porque a Coinbase mantém cerca de US$ 250 bilhões em ativos para clientes institucionais, segundo o número informado por Lindell durante o programa. Entre seus clientes está a BlackRock, que usa a Coinbase Custody para ativos digitais ligados a seus produtos de investimento.
Uma análise de custódia nos EUA em agosto avaliou os ativos institucionais da Coinbase em aproximadamente US$ 376 bilhões e afirmou que a empresa protege mais de 80% dos ativos mantidos por ETFs spot de Bitcoin e Ethereum dos EUA. As diferenças entre os dois totais podem depender das datas dos relatórios e dos serviços ou ativos incluídos em cada estimativa.
Os sistemas de custódia protegem as chaves privadas necessárias para autorizar transações. Qualquer mudança futura no método de assinatura do Bitcoin, portanto, exigiria que grandes custodiante atualizassem a tecnologia usada para criar, armazenar e operar essas chaves.
Muitas plataformas de custódia institucional usam Computação Multipartidária, ou MPC, para dividir o controle de uma chave privada entre várias partes. Nesse arranjo, nenhum participante precisa manter ou reunir a chave privada completa ao aprovar uma transação.
Lindell disse que muitos esquemas de assinatura pós-quântica podem ser “pouco amigáveis ao MPC” porque seu desenho matemático difere das assinaturas hoje usadas pelas principais blockchains. Assinaturas baseadas em hash apresentam um problema específico porque não têm a estrutura aritmética da qual depende a divisão tradicional de chaves criptográficas.
Pesquisadores, incluindo o criptógrafo da Universidade Stanford Dan Boneh, estão estudando possíveis formas de aplicar controles no estilo MPC a essas assinaturas, disse Lindell. A pesquisa, porém, continua altamente experimental, e ainda não está claro se um sistema prático equivalente ao MPC pode ser criado para assinaturas baseadas em hash.
O interesse já existente da Coinbase na área antecede o mais recente projeto de custódia. Em janeiro, a empresa estabeleceu um conselho consultivo independente sobre computação quântica e blockchain que inclui Boneh, Lindell, o pesquisador da Ethereum Foundation Justin Drake, o professor da Universidade do Texas Scott Aaronson, o fundador da EigenLayer Sreeram Kannan e a especialista em sistemas distribuídos Dahlia Malkhi.
Segundo a Coinbase, seu roteiro pós-quântico inclui mudanças no tratamento de endereços de Bitcoin, atualizações nos sistemas internos de gerenciamento de chaves e pesquisa sobre o suporte a esquemas como o ML-DSA dentro da infraestrutura de MPC. A empresa encarregou o conselho consultivo de avaliar os avanços quânticos, publicar recomendações e responder a grandes progressos técnicos.
Outros custodiante já começaram a testar uma rota possível. Em junho, a BitGo testou MPC resistente a ataques quânticos com a Silence Laboratories usando um protocolo baseado em ML-DSA integrado à plataforma de custódia da BitGo. Segundo as empresas, a simulação manteve controle distribuído de chaves, verificações de política e separação de funções.
O ML-DSA está incluído no FIPS 204, um padrão de assinatura digital pós-quântica publicado pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA. Os comentários de Lindell indicam que a Coinbase quer uma arquitetura capaz de lidar com esquemas além do ML-DSA caso o Bitcoin ou outra rede escolha um desenho diferente.
Para reduzir sua dependência da compatibilidade com MPC, a Coinbase está explorando um design de backup construído em torno de Módulos de Segurança de Hardware programáveis, segundo Lindell.
HSMs são dispositivos fisicamente protegidos usados para armazenar material criptográfico e executar operações sensíveis. Na arquitetura em consideração pela Coinbase, as chaves privadas permaneceriam criptografadas usando criptografia pós-quântica e seriam montadas apenas dentro de HSMs seguros.
Conter a chave completa dentro do dispositivo protegido permitiria ao custodiante trabalhar com esquemas de assinatura que não podem ser divididos por meio de MPC convencional. Módulos programáveis também poderiam dar à Coinbase margem para adicionar suporte à medida que os desenvolvedores de blockchain definam novos padrões.
Lindell não forneceu uma data de conclusão, dizendo que o trabalho técnico pode levar tempo. Quando o sistema estiver pronto, porém, ele espera que a Coinbase possa operar sem precisar prever qual esquema pós-quântico cada rede escolherá.
“Eu poderei dizer: posso oferecer suporte a qualquer esquema”, disse Lindell.
A segurança física se torna mais importante sob o modelo proposto porque a chave completa existiria temporariamente dentro de um HSM. A Coinbase, portanto, precisaria que os módulos realizassem a assinatura sem expor a chave a software externo ou a operadores.
A abordagem não exigiria que a Coinbase abandonasse o MPC para esquemas de assinatura que o suportem. Em vez disso, a arquitetura baseada em HSM serviria como outro método de custódia quando a criptografia escolhida por uma rede não puder funcionar com geração distribuída de chaves e assinatura distribuída.
O Bitcoin atualmente usa criptografia de curva elíptica, e nenhum computador quântico demonstrado publicamente consegue derivar suas chaves privadas a partir de chaves públicas expostas. Ainda assim, pesquisadores e grupos do setor pedem preparação antecipada porque mudar o modelo de segurança do Bitcoin exigiria desenvolvimento de software, testes, atualizações de carteiras e consenso de rede.
A Crypto.news informou em junho que o conselho consultivo da Coinbase instou os desenvolvedores do Bitcoin a começar a criar ferramentas de migração antes que exista um computador quântico criptograficamente relevante. O conselho estimou que cerca de 1,7 milhão de BTC estão em endereços antigos pay-to-public-key com chaves públicas expostas, enquanto a reutilização de endereços poderia colocar até 5 milhões de BTC em uma futura categoria de risco.
O conselho consultivo não recomendou congelar, queimar ou deixar moedas vulneráveis disponíveis para um futuro atacante. Disse que a comunidade do Bitcoin deve decidir, por meio de seu processo de consenso, como tratar as moedas que permanecerem em formatos de endereço mais antigos após um prazo de migração.
Propostas preliminares estão examinando partes separadas do problema. O BIP 360, conhecido como Pay-to-Merkle-Root, removeria a opção de gasto por key path do Taproot, vulnerável ao quantum, enquanto o BIP 361 descreve uma retirada gradual das assinaturas legadas ECDSA e Schnorr após o Bitcoin obter um método de saída pós-quântico.
Nenhuma das duas propostas foi ativada. Uma avaliação recente de migração também concluiu que o SHRINCS, um design experimental de assinatura baseada em hash em discussão, continua sendo um rascunho sem numeração, exigindo revisão adicional e uma prova de segurança concluída.
Para investidores dos EUA, os preparativos da Coinbase dizem respeito a ativos mantidos por meio de produtos de investimento regulados, bem como a moedas armazenadas por clientes institucionais diretos. Investidores em ETFs spot de Bitcoin e Ethereum não controlam as chaves privadas por trás das posições dos fundos; essas chaves são geridas por custodiante selecionados pelos emissores.
A capacidade da Coinbase de suportar vários esquemas de assinatura pode se tornar relevante se o Bitcoin, o Ethereum ou outra rede usada por um fundo listado nos EUA adotar nova criptografia. Qualquer migração de blockchain ainda dependeria das regras da rede e da ação de usuários, provedores de carteiras, exchanges, custodiante e operadores de fundos, e não de uma decisão apenas da Coinbase.
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