Coinbase почала розробляти постквантову кастодіальну систему, призначену для захисту близько $250 млрд інституційних активів, водночас підтримуючи будь-яку нову схему підпису, яку ухвалить Bitcoin або інший блокчейн.

Coinbase готує кастодіальне рішення для кількох схем підпису

На MARA Foundation TV виступив головний криптограф Coinbase Єгуда Лінделл, який заявив, що біржа хоче зберегти працездатність своєї кастодіальної платформи незалежно від того, які саме постквантові схеми підпису зрештою оберуть блокчейни.

Bitcoin поки не обрав схему підпису для практичного постквантового застосування, через що кастодіани не мають єдиного технічного стандарту, навколо якого можна було б перебудувати свої системи. За словами Лінделла, різні блокчейн-спільноти також можуть ухвалити різні рішення, а не перейти на одну спільну схему.

Тому Coinbase готується до кількох можливих сценаріїв, а не будує систему навколо одного кандидата. Лінделл сказав, що компанія хоче уникнути ситуації, коли блокчейн затвердить схему підпису, яку її кастодіальна інфраструктура не зможе підтримати.

Ця робота має додаткову вагу, оскільки Coinbase зберігає близько $250 млрд активів інституційних клієнтів, згідно з цифрою, яку Лінделл навів під час програми. Серед її клієнтів — BlackRock, яка використовує Coinbase Custody для цифрових активів, пов’язаних зі своїми інвестиційними продуктами.

У серпневому огляді кастодіального ринку США інституційні активи Coinbase оцінювалися приблизно у $376 млрд, а також зазначалося, що компанія захищає понад 80% активів, які утримують американські спотові біржові фонди на Bitcoin та Ethereum. Різниця між цими двома показниками може пояснюватися датами звітності, а також набором послуг чи активів, включених до кожної оцінки.

Кастодіальні системи захищають приватні ключі, необхідні для авторизації транзакцій. Тому будь-яка майбутня зміна методу підпису в Bitcoin вимагатиме від великих кастодіанів оновити технології, що використовуються для створення, зберігання та операцій із цими ключами.

Постквантові підписи створюють виклик для чинного MPC-кастоді

Багато інституційних кастодіальних платформ використовують Multi-Party Computation, або MPC, щоб розподілити контроль над приватним ключем між кількома сторонами. За такої моделі жодному учаснику не потрібно зберігати або збирати повний приватний ключ під час підтвердження транзакції.

Лінделл зазначив, що багато постквантових схем підпису можуть бути «не дружніми до MPC», оскільки їхня математична конструкція відрізняється від підписів, які зараз використовують великі блокчейни. Особливу проблему становлять підписи на основі хешів, адже їм бракує арифметичної структури, від якої залежить традиційний криптографічний поділ ключів.

За словами Лінделла, дослідники, зокрема криптограф Стенфордського університету Ден Боне, вивчають можливі способи застосування контролю у стилі MPC до таких підписів. Однак ці дослідження залишаються вкрай експериментальними, і поки що незрозуміло, чи можна створити практичну систему, еквівалентну MPC, для підписів на основі хешів.

Інтерес Coinbase до цього напряму виник ще до останнього проєкту кастодіального дизайну. У січні компанія створила незалежну консультативну раду з квантових обчислень і блокчейну, до якої увійшли Боне, Лінделл, дослідник Ethereum Foundation Джастін Дрейк, професор Техаського університету Скотт Ааронсон, засновник EigenLayer Срірам Каннан і спеціалістка з розподілених систем Далія Малкі.

За даними Coinbase, її постквантова дорожня карта включає зміни в обробці Bitcoin-адрес, оновлення внутрішніх систем управління ключами та дослідження підтримки таких схем, як ML-DSA, у межах MPC-інфраструктури. Компанія доручила консультативній раді оцінювати квантові розробки, публікувати рекомендації та реагувати на великі технічні прориви.

Інші кастодіани вже почали тестувати один із можливих шляхів. У червні BitGo протестувала квантово-стійкий MPC разом із Silence Laboratories, використовуючи протокол на базі ML-DSA, інтегрований у кастодіальну платформу BitGo. За словами компаній, симуляція зберегла розподілений контроль над ключами, перевірки політик і розмежування обов’язків.

ML-DSA включено до FIPS 204 — стандарту постквантового цифрового підпису, опублікованого Національним інститутом стандартів і технологій США. Коментарі Лінделла вказують на те, що Coinbase хоче архітектуру, здатну працювати не лише з ML-DSA, якщо Bitcoin або інша мережа обере інший дизайн.

Апаратні модулі можуть стати резервним варіантом для кастоді

Щоб зменшити залежність від сумісності з MPC, Coinbase вивчає резервну архітектуру, побудовану навколо програмованих Hardware Security Modules, за словами Лінделла.

HSM — це фізично захищені пристрої, що використовуються для зберігання криптографічного матеріалу та виконання чутливих операцій. У межах архітектури, яку розглядає Coinbase, приватні ключі залишатимуться зашифрованими за допомогою постквантової криптографії та збиратимуться лише всередині захищених HSM.

Зберігання повного ключа всередині захищеного пристрою дало б кастодіану змогу працювати зі схемами підпису, які не можна поділити через традиційний MPC. Програмовані модулі також можуть дати Coinbase простір для додавання підтримки в міру того, як розробники блокчейнів визначатимуться з новими стандартами.

Лінделл не назвав строків завершення, зазначивши, що технічна робота може зайняти час. Однак після завершення системи він очікує, що Coinbase зможе працювати без необхідності передбачати, яку саме постквантову схему обере кожна мережа.

«Я зможу сказати: я можу підтримувати будь-яку схему», — сказав Лінделл.

Фізична безпека стає важливішою в межах запропонованої моделі, оскільки повний ключ тимчасово існуватиме всередині HSM. Тому Coinbase знадобиться, щоб ці модулі виконували підписання без розкриття ключа зовнішньому програмному забезпеченню або операторам.

Такий підхід не вимагатиме від Coinbase відмови від MPC для схем підпису, які його підтримують. Натомість архітектура HSM слугуватиме ще одним методом кастоді, коли обрана мережею криптографія не може працювати з розподіленою генерацією ключів і підписанням.

Bitcoin ще не схвалив план квантової міграції

Наразі Bitcoin використовує криптографію на еліптичних кривих, і жоден публічно продемонстрований квантовий комп’ютер не може вивести його приватні ключі з відкритих публічних ключів. Попри це, дослідники та галузеві групи закликають до ранньої підготовки, оскільки зміна моделі безпеки Bitcoin вимагатиме розробки ПЗ, тестування, оновлення гаманців і досягнення мережевого консенсусу.

Crypto.news повідомляв у червні, що консультативна рада Coinbase закликала розробників Bitcoin почати створювати інструменти міграції ще до появи криптографічно релевантного квантового комп’ютера. Рада оцінила, що близько 1,7 млн BTC зберігаються на старих адресах pay-to-public-key із відкритими публічними ключами, тоді як повторне використання адрес може віднести до майбутньої зони ризику до 5 млн BTC.

Консультативна рада не рекомендувала заморожувати, спалювати або залишати вразливі монети доступними для майбутнього зловмисника. Вона зазначила, що спільнота Bitcoin має вирішити через свій консенсусний процес, як поводитися з монетами, які залишаться в старих форматах адрес після дедлайну міграції.

Чернетки пропозицій розглядають окремі частини проблеми. BIP 360, відомий як Pay-to-Merkle-Root, прибрав би вразливу до квантових атак опцію витрачання через key-path у Taproot, тоді як BIP 361 описує поетапну відмову від застарілих підписів ECDSA і Schnorr після того, як Bitcoin отримає постквантовий метод виходів.

Жодну з цих пропозицій не було активовано. Нещодавня оцінка міграції також виявила, що SHRINCS, експериментальний дизайн підпису на основі хешів, який зараз обговорюється, залишається пронумерованою лише як чернетка без номера, що потребує подальшого перегляду та завершеного доказу безпеки.

Для американських інвесторів підготовка Coinbase стосується активів, що утримуються через регульовані інвестиційні продукти, а також монет, які зберігають прямі інституційні клієнти. Інвестори у спотові Bitcoin- та Ethereum-ETF не контролюють приватні ключі, що стоять за активами фондів; цими ключами керують кастодіани, обрані емітентами.

Здатність Coinbase підтримувати кілька схем підпису може стати важливою, якщо Bitcoin, Ethereum або інша мережа, яку використовує фонд, зареєстрований у США, перейде на нову криптографію. Будь-яка міграція блокчейну все одно залежатиме від правил мережі та дій користувачів, постачальників гаманців, бірж, кастодіанів і операторів фондів, а не лише від рішення Coinbase.