インサイダーブリーフ
- GoogleのWillowチップのような量子コンピューティングの進歩は、最終的にはビットコインのセキュリティに挑戦する可能性があるが、研究者らは、仮想通貨のオープンソースフレームワークにより、量子耐性のあるソリューションに適応できるようになると主張している。
- ビットコインのセキュリティの柱であるデジタル署名とハッシュ関数は、量子コンピューティングに対して脆弱になる可能性があり、ランポート署名のような耐量子アルゴリズムの開発努力が促されている。
- 量子耐性システムへの移行は、ビットコインの増分更新の歴史に従う可能性が高いが、非アクティブなアドレスやマイニングにおける潜在的な寡占などの課題が依然として主要な懸念事項である。
量子コンピューティングの台頭は、いつかビットコインの基本的なセキュリティを脅かす可能性があるが、研究者らは暗号通貨は適応すると信じている。
レイ氏は、量子コンピューティングには暗号通貨を破壊する可能性がある一方で、ビットコインのオープンソースの性質と積極的な開発者コミュニティにより、ビットコインは独自に進化に適していると強調した。同氏は、ビットコインは適応するだろうと書き、研究者らはすでに量子の脅威に対抗する解決策を模索していると付け加えた。
デジタル署名の役割
ビットコイン取引は、資金の所有権を証明するためにデジタル署名に依存しています。これらの署名は複雑な数学的アルゴリズムを使用して、ビットコイン ウォレットの正当な所有者のみがトランザクションを承認できるようにします。ロイ氏によると、ビットコインは歴史的に楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）を使用していたが、2021年のTaprootアップグレードでは、よりシンプルでプライベートで効率的なSchnorr署名が導入されたという。
ただし、ECDSA 署名も Schnorr 署名も量子耐性がありません。量子コンピューターは理論的には、古典的なコンピューターよりも指数関数的に速く基礎となる暗号問題を解決することで、これらのシステムを突破できる可能性があります。これに対処するために、ロイ氏の同僚であるテキサスA&Mのフアン・ガライ氏のような研究者は、量子耐性があると考えられるランポート署名などの代替手段を研究している。
新しい署名スキームの実装は、下位互換性のある「ソフト フォーク」である Taproot と同じ道をたどる可能性があります。これは、ユーザーがネットワーク全体を中断することなく、量子的に安全なアドレスに資金を自発的に移行できることを意味します。ただし、ビットコインの偽名作成者サトシ・ナカモトに関連するアドレスなど、非アクティブなアドレスは特有の課題を引き起こします。このようなアドレスへのアクセスを変更するか制限するかどうかの決定は、物議を醸す議論につながる可能性があり、場合によってはハードフォーク、つまりビットコインコミュニティの分裂を招く動きを必要とする可能性があります。
ハッシュ関数に対する脅威
デジタル署名を超えて、ビットコインのセキュリティはハッシュ関数、特に SHA-256 アルゴリズムにも依存している、とロイ氏は書いています。ハッシュ関数はデータを固定サイズの出力に圧縮し、入力のわずかな変更でも完全に異なる結果を生成します。このメカニズムは、ビットコインのトランザクション システムと、新しいブロックを検証してブロックチェーンを保護するプルーフ オブ ワーク コンセンサス メカニズムの両方を支えています。
量子コンピューターは、「ハッシュの衝突」を発見したり、ハッシュ プロセスを逆転したりすることで SHA-256 の脆弱性を悪用し、ブロックチェーン データを操作できるようにする可能性があります。最悪のシナリオでは、量子コンピューターが 51% 攻撃を実行し、攻撃者がブロックチェーン履歴を書き換えたり、コインを二重に使用したりする可能性があります。
しかし、この文脈における量子コンピュータの最も経済的に合理的な使用法は、ビットコインを破壊することではなく、ビットコインマイニングを支配することであるとレイ氏は指摘する。量子マイナーは、その計算能力を活用することで、ブロックチェーンに新しいブロックを追加するために必要な数学的パズルを一貫して解決し、従来のマイナーを脇に置くことができます。このシナリオは、採掘を分散型の世界的産業から、量子対応のエンティティによって制御される寡占に変えることになります。
このリスクを軽減するために、ビットコイン開発者は SHA-256 を量子耐性のあるハッシュ関数に置き換えることができます。このようなアップグレードにはマイナーとノードの間で広範な合意が必要ですが、仮想通貨の漸進的な改善の歴史を考慮すると技術的には実現可能です。
長期的な挑戦
理論上のリスクにもかかわらず、量子コンピューティングがビットコインに与える影響は差し迫ったものではありません。ビットコインの暗号を解読できる量子コンピューターの構築と拡張は依然として途方もない課題であり、依然としてハードウェアとアルゴリズムの進歩が必要です。
さらに、ビットコインの経済的重要性が高まるにつれて、量子の脆弱性に対処するインセンティブも高まります。ビットコインのオープンソースの性質により、暗号学者、開発者、学者間のコラボレーションが促進され、ソリューションを厳密にテストして展開できるようになります。
積極的なアプローチ
レイ氏は、ビットコインに対する量子コンピューティングの脅威は遠いものであると信じているが、その潜在的な影響、特に技術的寡占の脅威、またはおそらくGoogleやNVIDIAのような少数の技術的巨大企業によって支配されている脅威については依然として考慮する必要がある。
「このシナリオを回避するための最も簡単な修正は、SHA-256 の代わりに耐量子性ハッシュ関数をインストールすることです。 Schnorr 署名自体がハッシュ関数を利用しているため、これは問題外ではありません」と Ray 氏は書いています。 「したがって、量子耐性のある署名スキームはハッシュ関数の影響を受けないようにする必要があります。」
#ビットコインは量子の脅威に対抗するために進化する