Coinbase wezwał deweloperów Bitcoina do rozpoczęcia przygotowań na zagrożenia związane z komputerami kwantowymi, ostrzegając w opracowaniu technicznym z 13 października, że modernizacja bezpieczeństwa tej kryptowaluty może zająć kilka lat.
Podsumowanie
- Coinbase posiada około 5% istniejących Bitcoinów i zaleca wczesne przygotowania na przyszłe zagrożenia kwantowe.
- Przejście Bitcoina na bezpieczeństwo odporne na ataki kwantowe może zająć kilka lat, zgodnie z opracowaniem technicznym Coinbase.
- Coinbase wskazał BIP-360 i P2TRv2 jako elastyczne rozwiązania do wprowadzenia przyszłych systemów podpisów odpornych na ataki kwantowe.
- Firma zaproponowała portfele hybrydowe obsługujące istniejące podpisy Bitcoina wraz z przyszłymi metodami uwierzytelniania postkwantowego.
- Coinbase wezwał deweloperów do oddzielnego zajęcia się uśpionymi Bitcoinami i utraconymi kluczami prywatnymi od modernizacji technicznych.
Coinbase opublikował swoje zalecenia we wtorek, przedstawiając, w jaki sposób Bitcoin mógłby stopniowo przyjmować odporne na ataki kwantowe podpisy cyfrowe, chroniąc jednocześnie istniejące portfele i zasoby instytucjonalne. Firma, która twierdzi, że przechowuje w depozycie około 5% wszystkich istniejących BTC, wezwała do elastycznych projektów transakcji, silniejszej ochrony portfeli oraz procesu migracji, który nie zależy od rozstrzygnięcia każdego sporu dotyczącego starszych monet.
Coinbase ostrzega, że modernizacje bezpieczeństwa kwantowego Bitcoina mogą zająć lata
W swoim opracowaniu z 13 października Coinbase wyjaśnił, że przejście Bitcoina w kierunku bezpieczeństwa odpornego na ataki kwantowe obejmuje więcej niż tylko wprowadzenie nowego algorytmu podpisu cyfrowego. Deweloperzy muszą wziąć pod uwagę opłaty transakcyjne, przepustowość sieci, kompatybilność portfeli oraz zdolność węzłów Bitcoina do niezależnej weryfikacji transakcji.
Firma ostrzegła, że zmiany konsensusu i migracje portfeli często wymagają lat planowania i koordynacji. Zachęciła deweloperów do rozpoczęcia przygotowań, zanim badacze zaprezentują komputer kwantowy wystarczająco potężny, by złamać istniejące podpisy kryptograficzne Bitcoina.
Bitcoin obecnie opiera się na kryptografii krzywych eliptycznych, w tym podpisach ECDSA i Schnorr, do autoryzacji transakcji. Wystarczająco potężny komputer kwantowy mógłby teoretycznie wyprowadzić klucze prywatne z ujawnionych kluczy publicznych, pozwalając atakującemu wydać środki bez autoryzacji.
Propozycja nie twierdzi, że taka maszyna obecnie istnieje ani że zabezpieczenia kryptograficzne Bitcoina zostały złamane. Coinbase określił to zagrożenie jako przyszłą możliwość wymagającą przygotowań, zanim niezbędna technologia stanie się dostępna.
Firma już rozpoczęła przygotowania własnych systemów depozytowych do bezpieczeństwa postkwantowego. Jej prace obejmują dyskusje z badaczami Bitcoina, wkład inżynieryjny w projekty open source oraz udział w Bitcoin Security Consortium.
Wcześniejsze badania Coinbase nad zagrożeniami kwantowymi Bitcoina wzywały do rozpoczęcia planowania migracji, zanim pojawi się praktyczny atakujący kwantowy. Niezależna rada doradcza firmy poparła opracowanie technologii ochronnych, pozostawiając jednocześnie decyzje dotyczące niedostępnych lub porzuconych środków procesowi zarządzania Bitcoinem.
Październikowa publikacja Coinbase posuwa tę dyskusję naprzód, identyfikując wymagania techniczne dla portfeli, formatów transakcji i depozytu instytucjonalnego. Firma podkreśliła, że jej zalecenia pozostają wkładem w trwający proces rozwoju, a nie ostateczną decyzją dotyczącą przyszłego projektu bezpieczeństwa Bitcoina.
Coinbase wspiera BIP-360 i elastyczne portfele Bitcoina
Wśród proponowanych podejść technicznych Coinbase wskazał BIP-360 i P2TRv2 jako rozwiązania warte rozważenia przy przejściu Bitcoina. Oba mają na celu zapewnienie elastycznych struktur transakcji, które mogłyby pomieścić nowe systemy podpisów cyfrowych.
BIP-360 wprowadza Pay-to-Merkle-Root, czyli P2MR, proponowany typ wyjścia transakcji wywodzący się z istniejącej architektury Taproot Bitcoina. Projekt usuwa opcję wydawania kluczem ścieżki Taproot, która ujawnia klucz publiczny, mogący stać się podatny na wystarczająco potężny komputer kwantowy.
Oficjalna specyfikacja BIP-360 opisuje P2MR jako proponowaną zmianę soft-fork mającą na celu ochronę przed atakami z długotrwałą ekspozycją kluczy publicznych. Nie wprowadza ona samodzielnie algorytmu podpisu post-kwantowego ani nie zapobiega każdemu możliwemu atakowi kwantowemu. Propozycja pozostaje w statusie szkicu.
Coinbase zasugerował, że elastyczny projekt wyjścia mógłby pozwolić deweloperom na wprowadzanie lub zastępowanie algorytmów kryptograficznych bez każdorazowego przeprojektowywania struktury transakcji Bitcoina. Taka elastyczność wymagałaby jasnych zasad weryfikacji transakcji, uprawnień do wydawania i identyfikacji podpisów.
Firma konkretnie zaleciła zbadanie algorytmów podpisów post-kwantowych, w tym ML-DSA, SLH-DSA i FN-DSA, gdy odpowiednie standardy będą dostępne. Wskazała SHRINCS, proponowany kompaktowy projekt podpisu opartego na haszach, jako kolejnego kandydata wymagającego dalszej oceny.
Według Coinbase deweloperzy powinni ocenić rozmiar podpisów, szybkość przetwarzania, opłaty transakcyjne i kompatybilność sprzętową przed wyborem podejścia. Większe podpisy mogłyby zwiększyć wymagania dotyczące miejsca w bloku i podnieść koszty transakcji podczas dużej migracji.
Wcześniejsze testy BIP-360 w kwantowym testnecie Bitcoina zademonstrowały eksperymentalne transakcje P2MR. W marcu BTQ Technologies zgłosiło wsparcie dla tworzenia adresów, finansowania, podpisywania i potwierdzania transakcji w swojej sieci testowej. Implementacja nie oznaczała aktywacji BIP-360 w głównej sieci Bitcoina.
Portfele Bitcoin mogłyby obsługiwać stare i nowe podpisy
Jeśli chodzi o samą migrację, Coinbase zalecił ocenę systemu etapowego, który pozwoliłby użytkownikom Bitcoina na przyjęcie silniejszych zabezpieczeń, zanim starsze podpisy zostaną wycofane.
Jedno z możliwych podejść obejmuje hybrydowy portfel z dwiema alternatywnymi metodami wydawania. Użytkownicy mogliby autoryzować transakcje za pomocą istniejących podpisów ECDSA lub Schnorr, podczas gdy oddzielny klucz post-kwantowy zapewniałby inną ścieżkę wydawania.
Coinbase opisał ten układ jako potencjalną konstrukcję 1 z 2. Projekt mógłby pozwolić użytkownikom na przejście w kierunku bezpieczeństwa odpornego na komputery kwantowe bez czekania, aż deweloperzy ustalą każdy szczegół przyszłej polityki dotyczącej starszych podpisów Bitcoina.
Firma zaproponowała ocenę wyjść wyłącznie post-kwantowych dla wczesnych użytkowników, wraz z mechanizmami mającymi na celu zmniejszenie ekspozycji klucza publicznego podczas transakcji. Możliwe przyszłe ograniczenia dotyczące płatności na starsze typy adresów wymagałyby osobnego rozważenia.
Instytucjonalne przechowywanie stwarza dodatkowe wymagania. Coinbase stwierdził, że nowe systemy podpisów powinny pozostać kompatybilne z obliczeniami wielostronnymi, czyli MPC, techniką bezpieczeństwa pozwalającą kilku stronom lub systemom uczestniczyć w podpisywaniu kryptograficznym.
Coinbase wyraził szczególne zaniepokojenie algorytmami podpisów stanowych, które wymagają od systemów śledzenia informacji między operacjami podpisywania. Ponowne użycie stanu podpisywania może tworzyć słabości bezpieczeństwa, w tym potencjalne fałszowanie podpisów.
Według artykułu duzi depozytariusze obsługują infrastrukturę podpisywania na wielu serwerach i w wielu lokalizacjach. Koordynacja podpisów stanowych w tych systemach mogłaby wprowadzić trudności operacyjne, gdyby zapisy zostały utracone, zduplikowane lub nieprawidłowo przywrócone.
Firma zaleciła utrzymanie opcji podpisywania bezstanowego, jeśli Bitcoin ostatecznie obsłuży stanowe algorytmy post-kwantowe. Deweloperzy powinni dostarczyć dostawcom portfeli jasne instrukcje dotyczące zarządzania stanem podpisywania i bezpiecznego odzyskiwania po awariach.
Wcześniejsze prace Coinbase nad post-kwantowym przechowywaniem badały, jak instytucje mogłyby przygotować się na różne systemy kryptograficzne, zanim deweloperzy Bitcoina wybrali ostateczny standard. Wrześniowa dyskusja obejmowała potencjalne alternatywy z udziałem programowalnych modułów bezpieczeństwa sprzętowego.
Coinbase wzywa do osobnej debaty na temat utraconych Bitcoinów
Kolejna nierozwiązana kwestia dotyczy Bitcoinów przechowywanych w starych portfelach, które mogą nigdy nie zostać zmigrowane na adresy odporne na komputery kwantowe.
Coinbase zidentyfikował kilka kategorii wymagających uwagi, w tym portfele z publicznie ujawnionymi kluczami, uśpione zasoby, utracone klucze prywatne oraz Bitcoiny związane z najwcześniejszymi latami kryptowaluty.
Niektóre z tych monet mogą pozostać w rękach legalnych właścicieli, podczas gdy inne mogą być trwale niedostępne. Firma stwierdziła, że przyszłe polityki migracyjne będą musiały rozważyć, czy takie środki mogą zostać przeniesione po wejściu w życie ograniczeń dotyczących starszych podpisów.
Dokument omówił możliwe metody odzyskiwania obejmujące informacje o ziarnie portfela, dowody kryptograficzne i zobowiązania transakcyjne. Coinbase ostrzegła, że każdy mechanizm odzyskiwania musi pozostać bezpieczny wobec atakującego, który ma dostęp wyłącznie do ujawnionego klucza publicznego.
Kwestia ta pojawiła się w odrębnych propozycjach rozwoju Bitcoina. BIP-361, zatytułowany Post Quantum Migration and Legacy Signature Sunset, proponuje stopniowe ograniczanie starszych podpisów po udostępnieniu systemu wyjść postkwantowych. Jego projekt opisuje etapową migrację, po której następują zaostrzone zasady dla transakcji odziedziczonych.
BIP-361 pozostaje propozycją i nie został aktywowany. Jego autorzy nakreślają możliwy harmonogram obejmujący początkowy okres przejściowy, a następnie ograniczenia dotyczące wydawania odziedziczonych środków, przy czym ustalenia dotyczące odzyskiwania pozostają przedmiotem dalszych badań.
Coinbase zaleciła omawianie takich decyzji niezależnie od technicznego rozwoju podpisów postkwantowych. Firma stwierdziła, że spory dotyczące niedostępnych środków nie powinny uniemożliwiać prac nad zabezpieczeniami dla aktywnych portfeli.
Dokument wskazał na dalsze potrzeby testowania obejmujące weryfikację transakcji, portfele sprzętowe, koszty opłat, propagację bloków oraz czas wymagany do przeniesienia potencjalnie podatnych na ataki zasobów Bitcoina. Coinbase wezwała do powtarzalnego procesu oceny, który porównuje alternatywne systemy podpisów w realistycznych warunkach sieciowych.
Jej publikacja z 13 października nie ustaliła terminu migracji dla użytkowników Bitcoina, nie poparła konkretnego ostatecznego algorytmu podpisu ani nie ogłosiła proponowanej daty aktywacji. Firma stwierdziła, że jej dalsze prace będą kontynuowane poprzez dyskusje z badaczami, deweloperami i współtwórcami open source.
