‏محققان می‌گویند راهی برای ایمن‌سازی بیت‌کوین در برابر کوانتوم، بدون فورک، وجود دارد.

‏یک محقق استارک‌ور، آویهو موردخای لوی، طرحی را ارائه کرده است که بر اساس آن تراکنش‌های بیت‌کوین می‌توانند در برابر حملات کوانتومی آینده مقاوم شوند، بدون آنکه نیازی به تغییر در پروتکل اصلی شبکه باشد.

طرح “بیت‌کوین مقاوم در برابر کوانتوم”

در یک مقاله اخیر، لوی یک طرح تراکنش “بیت‌کوین مقاوم در برابر کوانتوم” را شرح می‌دهد که برای حفظ امنیت حتی در صورت شکستن رمزنگاری منحنی بیضوی امروزی توسط رایانه‌های کوانتومی طراحی شده است. این روش در چارچوب قوانین اسکریپت‌نویسی موجود بیت‌کوین عمل می‌کند و نیازی به فورک نرم یا ارتقاء دیگر شبکه ندارد.

لوی نوشت: “ما QSB را ارائه می‌دهیم، یک طرح تراکنش بیت‌کوین مقاوم در برابر کوانتوم که هیچ تغییری در پروتکل بیت‌کوین ایجاد نمی‌کند و حتی در حضور الگوریتم شور نیز امن باقی می‌ماند.”

این طرح، امضاهای منحنی بیضوی را با رمزنگاری مبتنی بر هش و امضاهای لامپورت جایگزین می‌کند، که یک طرح امضای اولیه است و در برابر حملات کوانتومی مقاوم در نظر گرفته می‌شود.

لوی نوشت: “از آنجایی که امضاهای لامپورت پس از کوانتوم امن هستند و یک شناسه رمزنگاری قوی از تراکنش را امضا می‌کنند، تغییر تراکنش بدون تولید یک امضای لامپورت جدید امکان‌پذیر نیست – که مهاجم نمی‌تواند آن را جعل کند، حتی با قابلیت‌های محاسباتی کوانتومی.”

در مرکز این طراحی، یک پازل رمزنگاری قرار دارد که قبل از انتشار یک تراکنش باید حل شود. این مقاله تخمین می‌زند که یافتن یک راه‌حل معتبر حدود ۷۰ تریلیون تلاش را می‌طلبد.

محاسبات خارج از زنجیره

برخلاف استخراج بیت‌کوین، محاسبات قبل از رسیدن تراکنش به شبکه انجام می‌شود. کاربران کار را خارج از زنجیره انجام می‌دهند و یک تراکنش را ارسال می‌کنند که از قبل حاوی اثباتی مبنی بر حل شدن پازل است.

لوی تخمین می‌زند که این پازل را می‌توان با استفاده از سخت‌افزار معمولی مانند GPU با هزینه چند صد دلار برای هر تراکنش حل کرد.

این طرح برای عملکرد در محدودیت‌های اسکریپت‌نویسی بیت‌کوین با ۲۰۰ opcode و ۱۰۰۰۰ بایت طراحی شده است. این مقاله خاطرنشان می‌کند که این محدودیت‌ها بسیار محدودکننده هستند زیرا هر opcode به مجموع اضافه می‌شود، حتی اگر در یک شاخه اسکریپت استفاده نشده ظاهر شود.

برای قرار گرفتن در این محدودیت‌ها، این سیستم امضاهای لامپورت را با پازل‌های مبتنی بر هش در یک ساختار تراکنش لایه‌ای ترکیب می‌کند. همچنین “پین کردن تراکنش” را معرفی می‌کند که مستلزم آن است که هر کسی که قصد دارد تراکنش را تغییر دهد، دوباره پازل را حل کند.

محدودیت‌ها و ملاحظات امنیتی

لوی این سیستم را به عنوان یک اقدام “آخرین راه‌حل” توصیف می‌کند تا یک راه‌حل مقیاس‌پذیر. این مقاله می‌گوید که هم هزینه محاسباتی خارج از زنجیره و هم اندازه تراکنش در زنجیره به توان عملیاتی هدف بیت‌کوین یا نیازهای اکثر کاربران مقیاس نمی‌شود.

ایجاد تراکنش نیز پیچیده‌تر از استفاده استاندارد بیت‌کوین است و ممکن است تحت سیاست‌های فعلی رله غیر استاندارد تلقی شود، به این معنی که می‌تواند با مشکلات انتشار مواجه شود و ممکن است نیاز به ارسال مستقیم به استخرهای استخراج داشته باشد تا از طریق ممپول عمومی پخش شود.

این طرح همچنین دارای مبادلات امنیتی است. در حالی که از حملات مبتنی بر الگوریتم شور که امضاهای منحنی بیضوی را تهدید می‌کند، اجتناب می‌کند، الگوریتم گروور همچنان می‌تواند یک سرعت مضاعف درجه دوم را برای مهاجمان کوانتومی فراهم کند.

لوی نوشت: “تا زمانی که تهدید کوانتومی واقعی تلقی می‌شود، لازم است تلاش‌های مداوم برای تحقیق و پیاده‌سازی بهترین راه‌حل ممکن برای بیت‌کوین ادامه یابد – راه‌حلی که حداکثر کارایی، کاربرپسند و پاسخگوی نیازهای بیت‌کوین باشد، از طریق تغییرات در سطح پروتکل.”

مقاله لوی به چندین پیشنهاد دیگر می‌پیوندد که چگونگی انتقال بیت‌کوین به رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم را تشریح می‌کنند، از جمله BIP-360، که یک قالب آدرس Pay-to-Merkle-Root را معرفی می‌کند که برای پشتیبانی از امضاهای ایمن کوانتومی طراحی شده است.

در حالی که تهدید کوانتومی برای بیت‌کوین همچنان نظری است، شرکت‌هایی از جمله گوگل و کلودفلر در حال حاضر در حال آماده شدن برای آن هستند و مهلت ۲۰۲۹ را برای انتقال سیستم‌های خود به پس از کوانتوم تعیین کرده‌اند.