CTO Lightning Labs разработал прототип защиты биткоин-кошельков от квантовых атак на базе zk-STARK

CTO Lightning Labs представил квантово-устойчивый инструмент для биткоина

Технический директор Lightning Labs Олаолува Осунтокун опубликовал рабочий прототип системы, которая позволит защитить биткоин-кошельки от угрозы со стороны квантовых компьютеров. Инструмент построен на технологии zk-STARK и предлагает механизм подтверждения владения средствами без использования уязвимых цифровых подписей.

«In the face of quantum adversary, a commonly discussed emergency soft fork for Bitcoin would be to disable the Taproot keyspend path, effectively turning it into something that resembling BIP-360 assuming an existing precautionary soft-fork to add a pq…» — Olaoluwa Osuntokun (@roasbeef), оригинальный пост

Почему это важно

Криптографические алгоритмы, лежащие в основе биткоина, теоретически могут быть скомпрометированы достаточно мощным квантовым компьютером. Если злоумышленник получит доступ к такой машине, публичные данные в блокчейне позволят вычислить приватные ключи и похитить средства. Разработка превентивных решений — критическая задача для долгосрочной безопасности сети.

Существующий план защиты предполагает двухэтапный подход. Первый шаг — добровольная миграция через BIP-360, который вводит квантово-устойчивый формат кошельков. Пользователи смогут самостоятельно перенести монеты на новые адреса. Второй шаг — экстренный механизм: отключение текущей системы подписей для блокировки потенциальных краж.

Проблема экстренного сценария в том, что большинство современных адресов, включая Taproot, полагаются именно на эту систему подписей. Её блокировка лишит легитимных владельцев возможности распоряжаться собственными средствами — если они не успели перейти на новый формат.

Как работает решение Осунтокуна

Предложенная система на базе zk-STARK выступает запасным вариантом для тех, кто не успел мигрировать до активации экстренного механизма. Вместо стандартной цифровой подписи владелец подтверждает факт создания кошелька через секретную сид-фразу, при этом не раскрывая её. Это принципиальное отличие: восстановление доступа к одному адресу не компрометирует другие кошельки, созданные из той же фразы.

Прототип уже функционирует. На мощном MacBook генерация доказательства занимает около 55 секунд, а проверка — менее двух секунд. Размер файла доказательства составляет примерно 1,7 МБ. Осунтокун уточнил, что система создавалась как побочный проект и пока не прошла оптимизацию. Формального предложения по интеграции инструмента в протокол биткоина на данный момент нет.

Оценка угрозы от Bernstein и экспертов

Аналитическая команда Bernstein под руководством Гаутама Чхугани охарактеризовала квантовые вычисления как «управляемый цикл обновления», а не «экзистенциальный риск» для биткоина. По оценкам Bernstein, у криптоиндустрии есть от трёх до пяти лет на подготовку к переходу на квантово-устойчивые стандарты. Криптографически значимые квантовые компьютеры, по экспертным оценкам, могут появиться лишь через 10 лет.

Недавнее исследование Google продемонстрировало, что для взлома криптографии биткоина может потребоваться значительно меньше ресурсов, чем предполагалось ранее. Тем не менее создание сверхмощного квантового компьютера по-прежнему требует многих лет из-за технических сложностей и высоких затрат.

Генеральный директор Blockstream Адам Бэк в интервью Bloomberg обратил внимание на то, что статья Google касалась лишь алгоритмических улучшений, а не прогресса в области оборудования. По его словам, современные квантовые системы остаются «чрезвычайно примитивными» из-за ограничений в коррекции ошибок. Бэк отметил, что самое сложное вычисление, которое удалось выполнить квантовому компьютеру, — разложение числа 21 на множители 7 и 3, с чем справляются дети в начальной школе.

Глава исследовательского подразделения Grayscale Зах Пандл в апреле назвал квантовую проблему биткоина скорее социальной, чем технической — подразумевая, что основная сложность заключается в координации перехода пользователей на новые стандарты, а не в самой разработке защитных механизмов.