Дослідники з AmericanFortress, компанії з безпеки блокчейну та криптографії зі штату Вайомінг, яка спеціалізується на постквантовій безпеці та інфраструктурі цифрових активів, запропонували криптографічну систему, яка, за їхніми словами, дозволить Біткойн- та іншим блокчейн-гаманцям витримувати майбутні квантові атаки без зміни наявних адрес гаманців.

У статті під назвою «ZKPoSP: Post-Quantum Zero-Knowledge Proofs for Hierarchical Deterministic Wallets» дослідники AmericanFortress описують заміну традиційних підписів на еліптичних кривих доказами з нульовим розголошенням, зберігаючи при цьому сумісність з ієрархічними детермінованими гаманцями.

«Нещодавні досягнення в галузі квантового обладнання, включно з процесором Google Willow, значно скоротили терміни появи криптографічно значущих квантових комп’ютерів», — написали вони. «У середовищі блокчейну, де адреси та стандарти деривації ключів, такі як BIP32, BIP44 і SLIP-10, є домінуючою інфраструктурою для управління гаманцями, квантовий комп’ютер, що використовує алгоритм Шора, може відновити будь-який приватний ключ на еліптичних кривих з відповідного відкритого ключа, що загрожує всім гаманцям, які використовуються сьогодні».

Дослідження зосереджене на «Дні Q», моменті, коли відмовостійкий квантовий комп'ютер зможе використовувати алгоритм Шора для виведення приватних ключів з відкритих ключів, роблячи криптографію на еліптичних кривих, що використовується Біткойном та багатьма іншими блокчейнами, вразливою.

Замість того, щоб вимагати від користувачів переносити кошти на нові квантово-стійкі адреси, запропонована система замінює цифрові підписи доказами з нульовим розголошенням, які підтверджують право власності на початкову фразу гаманця. Оскільки сама початкова фраза залишається секретною, автори стверджують, що законні власники все ще можуть довести контроль над своїми гаманцями, навіть якщо окремі приватні ключі будуть скомпрометовані.

У статті представлено ZKPoSP (Zero-Knowledge Proof of Seed Provenance) та QBIP32, схему деривації ключів, розроблену для підтримки кількох еліптичних кривих, залишаючись при цьому сумісною з наявними ієрархічними детермінованими гаманцями.

Згідно з дослідженням, дослідники AmericanFortress реалізували систему на Rust, використовуючи віртуальну машину RISC Zero з нульовим розголошенням. Прототипні бенчмарки показали час генерації доказу приблизно 12-13 секунд та час верифікації близько 9-10 мілісекунд. Стаття також описує режим після «Дня Q», який скорочує час доведення для деяких операцій.

Це дослідження ще не було прийняте жодною блокчейн-мережею. Будь-яке розгортання вимагатиме прийняття з боку розробників, постачальників гаманців, бірж, майнерів та користувачів.

Інтерес до постквантової криптографії зріс, оскільки розробники блокчейнів готуються до «Дня Q». Біткойн представляє особливу проблему, оскільки витрачання монет викриває їхні відкриті ключі в блокчейні. Достатньо потужний квантовий комп'ютер міг би використовувати ці відкриті ключі для виведення приватних ключів та підробки дійсних підписів транзакцій.

Ця стаття є останньою в серії зусиль криптоіндустрії щодо підготовки блокчейн-мереж до постквантового майбутнього. На початку цього місяця Project Eleven запропонував постквантовий механізм відновлення, який дозволив би користувачам довести право власності на Біткойн-гаманець за допомогою його початкової фрази, а не цифрового підпису, після «Дня Q».

У березні BTQ Technologies випустила першу робочу реалізацію BIP-360 у спеціальній тестовій мережі «Bitcoin Quantum» для оцінки квантово-стійких форматів транзакцій. У травні блокчейн-аналітична компанія Glassnode підрахувала, що близько 6,04 мільйона біткойнів, приблизно 30% обігового запасу, вже мають публічно розкриті ключі, тоді як Міністерство торгівлі США оголосило про виділення понад 2 мільярдів доларів на фінансування компаній з квантових обчислень та виробничих ініціатив.

Минулого тижня великі компанії, зокрема BlackRock, Coinbase, Strategy, Fidelity Digital Assets, Galaxy та інші, сформували Консорціум з безпеки Біткойна, виділивши 15 мільйонів доларів протягом трьох років на підтримку досліджень безпеки Біткойна та захисту від квантових атак.