Coinbase призвала разработчиков Bitcoin начать подготовку к угрозам квантовых вычислений, предупредив в техническом документе от 13 октября, что модернизация безопасности криптовалюты может занять несколько лет.
Резюме
- Coinbase владеет примерно 5% существующих Bitcoin и рекомендует заранее готовиться к будущим квантовым угрозам.
- Переход Bitcoin на квантово-устойчивую безопасность может занять несколько лет, согласно техническому документу Coinbase.
- Coinbase определила BIP-360 и P2TRv2 как гибкие решения для внедрения будущих квантово-устойчивых систем подписей.
- Компания предложила гибридные кошельки, поддерживающие существующие подписи Bitcoin наряду с будущими методами постквантовой аутентификации.
- Coinbase призвала разработчиков рассматривать неактивные Bitcoin и утерянные приватные ключи отдельно от технических обновлений.
Coinbase опубликовала свои рекомендации во вторник, описав, как Bitcoin мог бы постепенно внедрить квантово-устойчивые цифровые подписи, защищая при этом существующие кошельки и институциональные активы. Компания, которая, по её заявлению, хранит примерно 5% всех существующих BTC, призвала к гибким конструкциям транзакций, усиленной защите кошельков и процессу миграции, который не зависит от разрешения всех споров о старых монетах.
Coinbase предупреждает, что обновления квантовой безопасности Bitcoin могут занять годы
В своём документе от 13 октября Coinbase объяснила, что переход Bitcoin к квантово-устойчивой безопасности включает не только внедрение нового алгоритма цифровой подписи. Разработчики должны учитывать комиссии за транзакции, пропускную способность сети, совместимость кошельков и способность узлов Bitcoin независимо проверять транзакции.
Компания предупредила, что изменения консенсуса и миграция кошельков часто требуют многих лет планирования и координации. Она призвала разработчиков начать подготовку до того, как исследователи продемонстрируют квантовый компьютер, достаточно мощный, чтобы взломать существующие криптографические подписи Bitcoin.
В настоящее время Bitcoin полагается на криптографию на эллиптических кривых, включая подписи ECDSA и Schnorr, для авторизации транзакций. Достаточно мощный квантовый компьютер теоретически мог бы вывести приватные ключи из открытых ключей, позволив злоумышленнику потратить средства без разрешения.
В предложении не утверждается, что такая машина существует в настоящее время или что криптографическая защита Bitcoin была взломана. Coinbase описала угрозу как будущую возможность, требующую подготовки до того, как необходимая технология станет доступной.
Компания уже начала подготовку своих собственных систем хранения к постквантовой безопасности. Её работа включает обсуждения с исследователями Bitcoin, инженерный вклад в проекты с открытым исходным кодом и участие в Bitcoin Security Consortium.
Ранее исследование Coinbase квантовых рисков Bitcoin призывало начать планирование миграции до появления практического квантового злоумышленника. Независимый консультативный совет компании поддержал разработку защитных технологий, оставив решения о недоступных или заброшенных средствах на усмотрение процесса управления Bitcoin.
Октябрьская публикация Coinbase продвигает это обсуждение, определяя технические требования для кошельков, форматов транзакций и институционального хранения. Компания подчеркнула, что её рекомендации остаются вкладом в продолжающийся процесс разработки, а не окончательным решением о будущем дизайне безопасности Bitcoin.
Coinbase поддерживает BIP-360 и гибкие кошельки Bitcoin
Среди предложенных технических подходов Coinbase выделила BIP-360 и P2TRv2 как решения, заслуживающие рассмотрения для перехода Bitcoin. Оба стремятся обеспечить гибкие структуры транзакций, которые могли бы accommodate новые системы цифровых подписей.
BIP-360 представляет Pay-to-Merkle-Root, или P2MR, предлагаемый тип выхода транзакции, производный от существующей архитектуры Taproot в Bitcoin. Дизайн устраняет опцию расходования по ключевому пути Taproot, которая раскрывает открытый ключ, который может стать уязвимым для достаточно мощного квантового компьютера.
Официальная спецификация BIP-360 описывает P2MR как предлагаемое изменение через мягкий форк, предназначенное для защиты от атак с длительным раскрытием, связанных с открытыми ключами. Оно не вводит самостоятельно постквантовый алгоритм подписи и не предотвращает все возможные квантовые атаки. Предложение остается в статусе черновика.
Coinbase предположила, что гибкий дизайн выходов мог бы позволить разработчикам внедрять или заменять криптографические алгоритмы без необходимости каждый раз перепроектировать структуру транзакций Bitcoin. Такая гибкость потребовала бы четких правил для верификации транзакций, разрешений на расходование и идентификации подписей.
Компания особо рекомендовала изучить постквантовые алгоритмы подписи, включая ML-DSA, SLH-DSA и FN-DSA, как только соответствующие стандарты станут доступны. Она определила SHRINCS, предлагаемый компактный дизайн подписи на основе хеша, как еще одного кандидата, требующего дальнейшей оценки.
По мнению Coinbase, разработчикам следует оценить размер подписей, скорость обработки, комиссии за транзакции и совместимость с оборудованием, прежде чем выбирать подход. Более крупные подписи могут увеличить требования к пространству блока и повысить стоимость транзакций во время крупной миграции.
Предыдущее тестирование BIP-360 в квантовой тестовой сети Bitcoin продемонстрировало экспериментальные транзакции P2MR. В марте BTQ Technologies сообщила о поддержке создания адресов, финансирования, подписи и подтверждения транзакций в своей тестовой сети. Реализация не означала активацию BIP-360 в основной сети Bitcoin.
Биткоин-кошельки могли бы поддерживать старые и новые подписи
Что касается самой миграции, Coinbase рекомендовала оценить поэтапную систему, которая позволит пользователям Bitcoin внедрить более сильные защиты до того, как старые подписи будут отключены.
Один из возможных подходов предполагает гибридный кошелек с двумя альтернативными способами расходования. Пользователи могли бы авторизовать транзакции через существующие подписи ECDSA или Schnorr, в то время как отдельный постквантовый ключ обеспечивал бы другой путь расходования.
Coinbase описала эту схему как потенциальную конструкцию 1-из-2. Дизайн мог бы позволить пользователям двигаться к квантово-устойчивой безопасности, не дожидаясь, пока разработчики уладят все детали будущей политики, регулирующей старые подписи Bitcoin.
Компания предложила оценить выходы только с постквантовыми подписями для ранних последователей, а также механизмы, предназначенные для снижения раскрытия открытых ключей во время транзакций. Возможные будущие ограничения на платежи на старые типы адресов потребовали бы отдельного рассмотрения.
Институциональное хранение создает дополнительные требования. Coinbase заявила, что новые системы подписи должны оставаться совместимыми с многосторонними вычислениями, или MPC, техникой безопасности, позволяющей нескольким сторонам или системам участвовать в криптографической подписи.
Coinbase выразила особую обеспокоенность по поводу алгоритмов подписи с сохранением состояния, которые требуют от систем отслеживания информации между операциями подписи. Повторное использование состояния подписи может создать уязвимости в безопасности, включая потенциальную подделку подписи.
Согласно документу, крупные кастодианы управляют инфраструктурой подписи на нескольких серверах и в нескольких locations. Координация подписей с сохранением состояния across these systems could introduce operational difficulties if records are lost, duplicated or restored incorrectly.
Компания рекомендовала сохранить опцию подписи без сохранения состояния, если Bitcoin в конечном итоге поддержит постквантовые алгоритмы с сохранением состояния. Разработчикам следует предоставить провайдерам кошельков четкие инструкции по управлению состоянием подписи и безопасному восстановлению после сбоев.
Более ранняя работа Coinbase по постквантовому хранению изучала, как институты могли бы подготовиться к различным криптографическим системам до того, как разработчики Bitcoin выберут окончательный стандарт. Сентябрьское обсуждение включало потенциальные альтернативы, связанные с программируемыми аппаратными модулями безопасности.
Coinbase призывает к отдельному обсуждению потерянных биткоинов
Еще один нерешенный вопрос касается биткоинов, хранящихся в старых кошельках, которые, возможно, никогда не мигрируют на квантово-устойчивые адреса.
Coinbase выделила несколько категорий, требующих внимания, включая кошельки с публично раскрытыми ключами, неактивные активы, потерянные приватные ключи и биткоины, связанные с самыми ранними годами криптовалюты.
Некоторые из этих монет могут оставаться в законном владении, в то время как другие могут быть навсегда недоступны. Компания заявила, что будущая политика миграции должна будет учитывать, смогут ли такие средства перемещаться после вступления в силу ограничений на старые подписи.
В документе обсуждались возможные методы восстановления, включающие информацию о seed-фразе кошелька, криптографические доказательства и обязательства по транзакциям. Coinbase предупредила, что любой механизм восстановления должен оставаться безопасным против злоумышленника, имеющего доступ только к раскрытому открытому ключу.
Этот вопрос появился в отдельных предложениях по развитию Bitcoin. BIP-361 под названием «Post Quantum Migration and Legacy Signature Sunset» предлагает постепенно ограничить старые подписи после того, как станет доступна постквантовая система выходов. Его черновик описывает поэтапную миграцию с последующим ужесточением правил для устаревших транзакций.
BIP-361 остаётся предложением и не был активирован. Его авторы описывают возможный график, включающий первоначальный переходный период и последующие ограничения на расходование устаревших выходов, при этом механизмы восстановления остаются предметом дальнейших исследований.
Coinbase рекомендовала обсуждать такие решения независимо от технической разработки постквантовых подписей. Компания заявила, что разногласия по поводу недоступных средств не должны препятствовать работе над защитой активных кошельков.
В документе определены дополнительные потребности в тестировании, касающиеся проверки транзакций, аппаратных кошельков, стоимости комиссий, распространения блоков и времени, необходимого для перемещения потенциально уязвимых биткоин-активов. Coinbase призвала к воспроизводимому процессу оценки, который сравнивает альтернативные системы подписей в реалистичных сетевых условиях.
Его публикация 13 октября не установила крайний срок для миграции пользователей Bitcoin, не одобрила конкретный окончательный алгоритм подписи и не объявила предлагаемую дату активации. Компания заявила, что её дальнейшая работа будет продолжаться через обсуждения с исследователями, разработчиками и участниками open-source.
