ポスト量子ビットコイン保護：QuFiがブロックチェーンを変更せずにビットコインの保護を検証

ポスト量子ビットコイン保護は、QuFi Networkがどのようにデジタル資産を将来の量子リスクに備えさせることができるかを示しています。これは、既存の計算ネットワークを再構築することなく行われます。会社はポスト量子検証プラットフォームを立ち上げ、Bitcoin Testnet4でその機能をデモンストレーションしました。この保護の基本原則は、ネットワークやウォレットの機能を壊すことなく、脆弱な暗号要素をより堅牢なスキームに事前に置き換えるか、補完することです。

ブロックチェーンの外での検証

QuFi Networkの主なアイデアは、ブロックチェーン自体にすべての重い暗号作業を行わせないことです。プラットフォームは、操作の検証をその最終的な実行から分離します。独立したノードが事前に暗号検証を行い、その後、コンパクトな証明をネットワークに送信します。

このアプローチは、基盤となるネットワークがポスト量子暗号に移行する必要がある場合の負荷を軽減することを目的としています。ポスト量子スキームは、従来の公開鍵暗号メカニズムよりも多くのデータ、計算、リソースを必要とすることが多いため、新しい署名を各ブロックチェーンに直接組み込むことは、ストレージ、帯域幅、トランザクション処理の要件を増加させる可能性があります。負荷に加えて、移行はウォレット、取引所、ブリッジ、ノードの互換性に直面する可能性があります。ユーザーはツールを更新し、キーを慎重に移行し、新しいフォーマットへの移行時にエラーを避ける必要があります。

QuFi Networkは、National Institute of Standards and Technologyのイニシアチブの下で準備された標準に基づいています。NISTはこの分野で標準化のコーディネーターとして機能し、候補を集め、公開の暗号解析に開放し、耐性と実用性を比較し、選ばれたアルゴリズムを標準として承認します。

QuFi Networkが使用するスキームを役割ごとに分解すると、次のようになります：

• ML-DSA-65 --- 格子暗号；デジタル署名；NIST標準化。
• SLH-DSA --- ハッシュ署名；追加のデジタル署名スキーム；NIST標準化。
• ML-KEM-1024 --- 格子暗号；安全な鍵交換；NIST標準化。
• Kyber --- 同じ分野でのポスト量子鍵交換の基準。

知られているポスト量子アルゴリズムのファミリーには、Dilithium、Falcon、SPHINCS+がよく挙げられます。DilithiumとFalconは格子署名に属し、その耐性は量子攻撃に対して困難とされる問題に基づいています。SPHINCS+はハッシュ署名を使用し、格子に依存しませんが、通常はより重い署名と慎重な調整を必要とします。

QuFi Networkがビットコインでシステムをテストした方法

デモンストレーションのために、チームはuBTCを作成しました。これは、BTCの担保としての存在を確認し、価値の移転のための暗号証明を生成するプロトタイプです。uBTCの完全なサイクルには、発行、焼却、償還が含まれます。

これらはすべてBitcoin Testnet4で機能します。償還時に資金は、ネットワーク内で独立して検証できる通常のビットコイントランザクションとして送信されます。このプロトコルは、最初の暗号通貨のまま変更されていません。

ここにQuFi Networkのアプローチとポスト量子アルゴリズムをブロックチェーンに直接組み込む試みとの間の重要な境界があります。一部のポスト量子署名は従来のものよりもかなり大きいため、ストレージ、通信チャネル、ノードでの操作処理の要件を増加させる可能性があります。ビットコインの保護に関する他のアプローチとしては、プロトコルレベルでの署名ルールの更新、従来の暗号とポスト量子暗号のハイブリッドスキーム、追加の検証層、ウォレット内のキー管理のより慎重な方法が考慮されます。

なぜ量子脅威が暗号市場にとって重要なのか

ポスト量子暗号は、強力な量子コンピュータを使用した攻撃に対しても耐性を持つべきアルゴリズムのセットです。これは、古典的な保護スキームの一部が、量子アルゴリズムによって通常のコンピュータよりもはるかに速く解決できる数学的問題に基づいているため、重要です。

業界では、これを量子脅威と呼ぶシナリオについて話しています。量子計算は、コンピュータセキュリティのリスクモデルを変えます。十分に強力なコンピュータは、物理的および論理的なキュービットが安定している場合、理論的にはRSAの整数因数分解や、離散対数を用いた楕円曲線暗号を含む多くの古典的なスキームを攻撃することができます。この文脈では、ショアのアルゴリズム、キュービット、クリプトアナリシス、対数がよく言及されます。

実際の脅威として、これらのコンピュータは単にキュービットの数が増えるだけでなく、安定した論理キュービット、作業エラー訂正、利用可能な計算能力、攻撃アルゴリズムの効果的な実装が出現したときに古いスキームに対して脅威となります。したがって、リスクは通常、長期的であり、ハードウェア、エンジニアリング、クリプトアナリシスの進展に依存すると説明されますが、準備は早めに始める必要があります。ウォレット、プロトコル、金融インフラにおける暗号の置き換えには多くの時間がかかります。

暗号通貨にとっては、いくつかの保護レベルが重要です：

• 署名。
• キー管理。
• 認証。
• プライバシー。
• 暗号通貨ウォレットの保護。
• 公開鍵証明書。
• 通信プロトコル。
• 暗号プロトコル。
• キー交換。
• ディフィー・ヘルマン鍵交換。

これらのレベルのいずれかに脆弱性があると、ウォレット、通信チャネル、暗号プロトコルに影響を与える可能性があります。特定のリスクは「Harvest now, decrypt later」として知られています。攻撃者は、適切な機器が出現したときに解読するために、事前に暗号化されたデータを収集します。このようなシナリオに対する保護は、ポスト量子またはハイブリッド暗号スキームへの移行、プロトコルの定期的な更新、機密データの寿命の短縮、キーの慎重なローテーションに基づいています。

ポスト量子暗号への移行は早めに始めることが重要です。デジタル資産は、今日だけでなく、量子攻撃が実際のリスクとなるときにも保護されている必要があります。

この背景の中で、暗号化は多層的な課題として残ります。Advanced Encryption Standardや対称アルゴリズムのような対称的手法は、保護の別のクラスと見なされ、暗号ハッシュ関数は証明や検証スキームの構築に役立ちます。インフラストラクチャでは、ハードウェアセキュリティモジュールやゼロ知識証明も使用される可能性がありますが、QuFi Networkは異なるネットワークのためのポスト量子検証の個別の層に重点を置いています。

まだテスト環境であり、メインネットの保護ではない

ビットコインの完全なポスト量子保護について語るのはまだ早いです。テストネットでの試験が行われており、メインネットではありません。QuFi Networkは、EVMネットワーク、Stellar、Solanaへのソリューションの拡張を計画しています。

現在、ビットコインのユーザーは、自分でプロトコルを変更したり、資金を実験的なスキームに移したりする必要はありません。実用的なステップはより簡単です：ウォレットの更新を追跡し、シードフレーズとキーを安全に保管し、必要がない限り公開鍵を開示せず、可能な限り大きな金額を長期間にわたってトランザクションが行われたアドレスに保持しないようにし、確認されたソリューションが主要なウォレットに登場したときに移行の準備をすることです。

また、同社は分散型検証ネットワークをサポートするオペレーターのためのGenesis Nodeプログラムを開設しました。今後、QuFi Networkは複数のブロックチェーンや金融システムのために単一の検証層を使用することを期待しています。

8月にStarkWareは、量子コンピュータ攻撃に耐えるビットコインの初取引をメインネットで実施しました。このテーマに関する広範な研究には、Google、Ethereum Foundation、Coinbaseなど、さまざまな市場参加者や技術環境が関与しています。他のネットワークでは、通常、テストネットから準備が始まり、新しい署名の検証、ハイブリッドスキーム、ウォレットの更新が行われます。量子リスクへの耐性は、暗号通貨やデジタル資産インフラの長期的な議題の一部となりつつあります。