Наприкінці серпня блокчейн біткоїна зафіксував незвичну подію: у блоці 964 199 пройшла транзакція на 10 000 сатоші (0,0001 BTC, приблизно $7), яку в StarkWare називають унікальною. Переказ захистили від потенційних атак квантових комп'ютерів, і при цьому не знадобився ні софт-форк, ні будь-яке втручання у правила консенсусу мережі.

Автор ідеї та її мета

Розробником методу є Авіху Леві, який очолює напрям застосунків у StarkWare — він описав підхід ще у своїй квітневій науковій публікації. Технологію назвали Quantum Safe Bitcoin (QSB). Головна ідея полягає у відмові від криптографії на еліптичних кривих (ECDSA), яку в теорії можна зламати алгоритмом Шора за наявності потужного квантового комп'ютера, на користь схеми, що спирається виключно на стійкість хеш-функції RIPEMD-160 до колізій.

З технічного боку QSB застосовує підхід під назвою signature grinding — «шліфування підпису»: система не бере перший-ліпший коректний підпис, а перебирає мільйони варіантів, шукаючи такий, форма якого не видає дані відкритого ключа квантовій машині, поки транзакція чекає підтвердження в мемпулі. Дослідник оцінює рівень стійкості такої схеми до атак другого прообразу приблизно у 118 біт.

Звідки виникла потреба в такому захисті

Ще в березні фахівці Google підрахували, що достатньо потужна квантова машина теоретично здатна відновити приватний ключ біткоїна всього за 9-12 хвилин після того, як публічний ключ стає відкритим — а це трапляється саме тоді, коли транзакція вже підписана, але ще перебуває в мемпулі в очікуванні підтвердження. Саме цей проміжок часу теоретично дає зловмиснику шанс підмінити транзакцію до того, як її внесуть у блок.

Технічні деталі та вартість проведення

Тестовий переказ мав настільки нестандартний вигляд, що звичайні вузли мережі просто відхилили б його — формат не вписується у шаблони, які пропускає типове реле мемпулу. Через це транзакцію не можна було відправити публічною чергою, її передали безпосередньо майнеру, готовому обробити такий запит: пул MARA прийняв її через сервіс Slipstream і включив у блок. У StarkWare підрахували, що створення однієї подібної транзакції обходиться у $75-150 витрат на хмарні GPU (за іншими підрахунками — до $200), а сама процедура може тривати кілька годин.

Це страховка, а не заміна оновлення протоколу

Генеральний директор StarkWare Елі Бен-Сассон одразу попередив, щоб ніхто не сприймав новину надто оптимістично: жодного квантового комп'ютера, спроможного зламати криптографію біткоїна, наразі не створено, а сама демонстрація доводить лише те, що захист технічно можливий, а не те, що атака неминуча. Бен-Сассон порівняв ситуацію в галузі з пасажирами «Титаніка», зазначивши, що успішне випробування QSB підтвердило: «рятувальні човни» вже існують.

Це не привід розслаблятися. Це привід будувати їх більше — і будувати вже зараз

Елі Бен-Сассон, CEO StarkWare

Сам Леві визначає QSB як «крайній захід», а не як довгострокове рішення проблеми, підкреслюючи, що справжнім рухом уперед має стати оновлення на рівні протоколу — на кшталт запропонованого BIP-360, яке б переробило криптографічну основу біткоїна для всієї мережі разом, а не захищало транзакції поштучно. У методу є й вагомі обмеження: QSB працює лише зі «старими» (legacy) виходами й не застосовується до Taproot-адрес, каналів Lightning Network чи ключів, які вже свого часу були розкриті.

Чи варто хвилюватися звичайним власникам біткоїна

Для пересічного користувача наразі нічого не змінюється: QSB не є стандартною функцією гаманця, потребує значних обчислювальних ресурсів і прямої домовленості з майнером. Це швидше доказ концепції для наукової спільноти, ніж готовий продукт масового захисту — проте водночас важливий сигнал того, що галузь уже зараз шукає технічні відповіді на квантову загрозу, яка залишається гіпотетичною, але може виявитися довгостроковою.

Постквантове майбутнє вже тут: запущено першу мережу біткоїна із захистом від квантових атак