Cercetătorii de la AmericanFortress, o companie de securitate blockchain și criptografie din Wyoming, axată pe securitatea post-cuantică și infrastructura de active digitale, au propus un sistem criptografic despre care spun că ar putea permite portofelelor Bitcoin și altor blockchain-uri să reziste viitoarelor atacuri cuantice fără a schimba adresele de portofel existente.

Într-o lucrare intitulată „ZKPoSP: Dovezi cu Cunoștințe Zero Post-Cuantice pentru Portofele Determinist Ierarhice”, cercetătorii AmericanFortress descriu înlocuirea semnăturilor tradiționale pe curbe eliptice cu dovezi cu cunoștințe zero, menținând în același timp compatibilitatea cu portofelele deterministe ierarhice.

„Progresele recente în hardware-ul cuantic, inclusiv procesorul Willow de la Google, au redus substanțial intervalul de timp până la calculatoarele cuantice relevante criptografic”, au scris aceștia. „În contextul blockchain, unde adresele și standardele de derivare a cheilor precum BIP32, BIP44 și SLIP-10 reprezintă infrastructura dominantă pentru gestionarea portofelelor, un computer cuantic care rulează algoritmul lui Shor poate recupera orice cheie privată de pe curba eliptică din cheia publică corespunzătoare, amenințând fiecare portofel aflat în producție astăzi.”

Cercetarea se concentrează pe „Ziua Q”, momentul în care un computer cuantic tolerant la erori ar putea folosi algoritmul lui Shor pentru a deriva cheile private din cheile publice, făcând criptografia pe curbe eliptice utilizată de Bitcoin și multe alte blockchain-uri nesigură.

În loc să solicite utilizatorilor să migreze fondurile către noi adrese sigure cuantic, sistemul propus înlocuiește semnăturile digitale cu dovezi cu cunoștințe zero care verifică proprietatea asupra frazei seed a unui portofel. Deoarece seed-ul însuși rămâne secret, autorii susțin că proprietarii legitimi ar putea încă dovedi controlul portofelelor lor chiar dacă cheile private individuale sunt compromise.

Lucrarea introduce ZKPoSP (Dovada cu Cunoștințe Zero a Provenienței Seed) și QBIP32, o schemă de derivare a cheilor concepută pentru a suporta multiple curbe eliptice, rămânând în același timp compatibilă cu portofelele deterministe ierarhice existente.

Conform studiului, cercetătorii AmericanFortress au implementat sistemul în Rust, utilizând mașina virtuală cu cunoștințe zero RISC Zero. Testele prototipului au arătat timpi de generare a dovezilor de aproximativ 12 până la 13 secunde și timpi de verificare de aproximativ 9 până la 10 milisecunde. Lucrarea descrie, de asemenea, un mod post-Ziua Q care reduce timpul de dovedire pentru anumite operațiuni.

Cercetarea nu a fost adoptată de nicio rețea blockchain. Orice implementare ar necesita adoptarea de către dezvoltatori, furnizori de portofele, burse, mineri și utilizatori.

Interesul pentru criptografia post-cuantică a crescut pe măsură ce dezvoltatorii de blockchain se pregătesc pentru Ziua Q. Bitcoin prezintă o provocare deosebită, deoarece cheltuirea monedelor expune cheile publice ale acestora pe blockchain. Un computer cuantic suficient de puternic ar putea folosi acele chei publice pentru a deriva cheile private și a falsifica semnături de tranzacție valide.

Lucrarea este cea mai recentă dintr-o serie de eforturi în industria cripto de a pregăti rețelele blockchain pentru un viitor post-cuantic. La începutul acestei luni, Project Eleven a propus un mecanism de recuperare post-cuantică ce ar permite utilizatorilor să demonstreze proprietatea unui portofel Bitcoin prin fraza sa seed, mai degrabă decât printr-o semnătură digitală, după Ziua Q.

În martie, BTQ Technologies a lansat prima implementare funcțională a BIP-360 pe o rețea de testare dedicată „Bitcoin Cuantic” pentru a evalua formatele de tranzacție rezistente la atacuri cuantice. În mai, firma de analiză blockchain Glassnode a estimat că aproximativ 6,04 milioane de Bitcoin, aproximativ 30% din oferta circulantă, au deja chei expuse public, în timp ce Departamentul de Comerț al SUA a anunțat finanțări de peste 2 miliarde de dolari pentru companii de calcul cuantic și inițiative de producție.

Săptămâna trecută, companii majore, inclusiv BlackRock, Coinbase, Strategy, Fidelity Digital Assets, Galaxy și altele, au format Consorțiul de Securitate Bitcoin, angajând 15 milioane de dolari pe parcursul a trei ani pentru a sprijini cercetarea în securitatea Bitcoin și apărarea împotriva atacurilor cuantice.