طرح ارتقاء بیت‌کوین پساکوانتومی Coinbase

پنج مرحله انتقال برای مقابله با تهدیدات کوانتومی، کلید عمومی آدرس‌های قدیمی افشا شده است، میلیون‌ها بیت‌کوین خوابیده چه باید کرد؟

نویسنده: دیوید کریستوفر، Bankless

ترجمه: سیرشا، Foresight News

در 21 اکتبر، برایان آرمسترانگ جدیدترین ایده‌های Coinbase برای مقابله با حملات کامپیوترهای کوانتومی و تقویت امنیت بیت‌کوین را به اشتراک گذاشت.

کارهای مربوط به این طرح از ژانویه امسال آغاز شد: Coinbase یک کمیته مشاوره مستقل کوانتومی تشکیل داد که اعضای آن شامل اسکات آیرنسون، دن بونه و جاستین دریک از پژوهشگران رمزنگاری هستند. در ژوئیه همان سال، Coinbase به همراه بلک‌راک، فیدلیتی و استراتژی یک اتحادیه امنیت بیت‌کوین را تأسیس کرد و متعهد شد که در سه سال آینده 15 میلیون دلار برای تحقیق در زمینه امنیت بیت‌کوین سرمایه‌گذاری کند. اکنون Coinbase به طور کامل طرح ساخت بیت‌کوین مقاوم در برابر کوانتوم را توضیح داده است که شامل آدرس‌های جدید، طرح‌های امضا و برنامه‌های انتقال دارایی‌های موجود است.

طراحی طرح زیرساختی قابل ارتقا

ایده اصلی Coinbase: جدا کردن ظرف آدرس‌های ذخیره‌سازی بیت‌کوین از مکانیزم امضای آزادسازی دارایی. ظرف آدرس برای ذخیره بیت‌کوین استفاده می‌شود و مکانیزم امضا روش آزادسازی دارایی است.

در حال حاضر هیچ‌کس نمی‌تواند پیش‌بینی کند که در درازمدت کدام یک از طرح‌های امضای مقاوم در برابر کوانتوم بالاترین امنیت و کارایی را دارد. بنابراین Coinbase امیدوار است که نوعی آدرس طراحی کند که با چندین الگوریتم امضا سازگار باشد؛ در آینده هنگام تغییر طرح رمزنگاری، نیازی به توسعه مجدد کل سیستم آدرس نباشد.

Coinbase دو مسیر فنی جایگزین پیشنهاد کرده است: BIP-360 (P2MR)، که این پیش‌نویس ارتقاء آدرس‌های جدید بیت‌کوین را معرفی می‌کند و خطر افشای حملات کوانتومی را کاهش می‌دهد؛ و طرح دیگر P2TRv2 است که این ساختار آدرس می‌تواند از امضای مقاوم در برابر کوانتوم پشتیبانی کند.

هر دو طرح می‌توانند به انعطاف‌پذیری مورد نظر Coinbase پاسخ دهند، اما استفاده جداگانه از آن‌ها به عنوان یک راه‌حل کامل محسوب نمی‌شود. به ویژه BIP-360، هنوز به ارتقاء‌های اضافی نیاز دارد تا از امضای مقاوم در برابر کوانتوم پشتیبانی کند.

Coinbase همچنین طرح آدرس ترکیبی را پیشنهاد کرده است: کاربران می‌توانند از امضای موجود استفاده کنند یا از امضای مقاوم در برابر کوانتوم برای هزینه کردن همان دارایی استفاده کنند. اما این طرح دارای نقاط ضعفی است: تا زمانی که روش امضای قدیمی هنوز قابل استفاده باشد، این دارایی همچنان در معرض تهدید حملات کوانتومی قرار دارد. آدرس ترکیبی تنها می‌تواند به عنوان یک راه‌حل موقت عمل کند و نه یک راه‌حل دائمی.

انتخاب الگوریتم امضای مناسب

پس از تعیین اینکه طراحی آدرس باید دارای انعطاف‌پذیری باشد، سوال کلیدی بعدی این است که بیت‌کوین باید از کدام الگوریتم امضای مقاوم در برابر کوانتوم استفاده کند.

Coinbase چهار گزینه پیشنهادی را فهرست کرده است:

• ML-DSA: مبتنی بر رمزنگاری شبکه‌ای، استانداردسازی شده و عملکرد متعادل دارد؛ عیب آن حجم داده‌های امضا بزرگ است.
• SLH-DSA: همچنین استانداردسازی شده و بر اساس تابع هش بالغ ساخته شده است؛ اندازه امضا بزرگتر از ML-DSA است.
• FN-DSA (فالکون): حجم امضا کوچکتر است، اما پیاده‌سازی آن از نظر امنیتی دشوار است و هنوز استانداردسازی نشده است.
• SHRINCS: طرح آزمایشی طراحی شده برای بیت‌کوین، حجم امضا کوچکی دارد اما الزامات سخت‌گیرانه‌ای برای مدیریت کلید دارد.

Coinbase چهار الگوریتم امضای مقاوم در برابر کوانتوم را برای ارزیابی بیت‌کوین پیشنهاد می‌کند: ML-DSA و FN-DSA (فالکون) مبتنی بر شبکه، و SLH-DSA و SHRINCS مبتنی بر هش، که هر یک در اندازه امضا، دشواری پیاده‌سازی و وجود استاندارد NIST مزایا و معایبی دارند.

بزرگترین تضاد در انتخاب طرح به اندازه امضا مربوط می‌شود. امضای مقاوم در برابر کوانتوم حجم داده‌ای بسیار بزرگتر از امضای فعلی بیت‌کوین دارد و ممکن است فضای بیشتری از بلوک را اشغال کند، که می‌تواند توان پردازش تراکنش‌های شبکه را کاهش دهد و هزینه‌های تراکنش را افزایش دهد.

بنابراین Coinbase پیشنهاد می‌کند که از چندین بعد، از جمله امنیت، هزینه استفاده، سرعت پردازش، سازگاری با کیف پول‌های سخت‌افزاری و دوره انتقال دارایی‌های بیت‌کوین با ریسک بالا، گزینه‌های مختلف را ارزیابی کند.

یکی دیگر از عواملی که باید در نظر گرفته شود، الگوی مدیریت کلید است.

امضای دارای وضعیت: از کاربران می‌خواهد که هر یک از کلیدهای امضای خود را ثبت کنند. اگر پس از بازیابی از پشتیبان کیف پول قدیمی، به طور تصادفی از کلید دوباره استفاده شود، مهاجم می‌تواند امضا را جعل کرده و دارایی را سرقت کند. با وجود این خطر، چرا باید به آن فکر کرد؟ مزیت آن در کارایی است. حجم امضای دارای وضعیت می‌تواند کوچکتر باشد و امیدوار است که هزینه‌های پایینی را حفظ کند، اما خطرات نیز افزایش می‌یابد. بنابراین Coinbase پیشنهاد می‌کند که بیت‌کوین به طور همزمان از امضای بدون وضعیت نیز پشتیبانی کند که نیازی به پیگیری وضعیت استفاده از کلید ندارد.

علاوه بر این، Coinbase امیدوار است که طرح امضا بتواند با ارائه‌دهندگان خدمات نگهداری مؤسسات سازگار باشد. بسیاری از خدمات نگهداری مؤسسات از ساختار امضای چندگانه استفاده می‌کنند و کلیدهای خصوصی در چندین سرور تقسیم می‌شوند. برخی از طرح‌های رمزنگاری شبکه‌ای بیشتر با این نوع ساختار سازگار هستند و سازگاری نیز یک معیار ارزیابی مهم است.

البته، Coinbase خود نیز ملاحظات تجاری دارد. به عنوان یکی از بزرگترین مؤسسات نگهداری بیت‌کوین، امیدوار است که طرح ارتقاء بتواند با زیرساخت‌های امنیتی خود سازگار باشد. اما مؤسسات مقادیر زیادی بیت‌کوین را نگهداری می‌کنند و نیازهای آن‌ها نیز نباید نادیده گرفته شود.

پیشبرد انتقال دارایی به صورت مرحله‌ای

علاوه بر انتخاب طرح امضا، هدف Coinbase تدوین یک نقشه راه واضح برای هدایت تدریجی دارایی‌های بیت‌کوین به آدرس‌های مقاوم در برابر کوانتوم است.

این طرح پنج مرحله بالقوه برای پیاده‌سازی را برنامه‌ریزی کرده است:

1. مرحله آزمایشی اولیه: به کاربران اجازه می‌دهد به طور داوطلبانه دارایی‌های خود را به آدرس‌های مقاوم در برابر کوانتوم منتقل کنند.
2. مرحله آدرس ترکیبی: فعال‌سازی آدرس‌های ترکیبی، در عین حال سازگاری با امضای سنتی و امضای مقاوم در برابر کوانتوم، برای ایجاد انتقال تدریجی و آرام.
3. مرحله انتقال ایمن: بررسی روش‌های پنهان‌سازی کلید عمومی در هنگام انتقال، برای کاهش خطر افشای حملات کوانتومی.
4. مرحله اجرای قوانین جدید: به تدریج محدود کردن انتقال به آدرس‌های قدیمی که دارای خطرات امنیتی هستند و در نهایت ممنوع کردن هزینه کردن دارایی‌ها از آدرس‌های قدیمی.
5. مرحله نهایی: تدوین قوانین مربوط به دارایی‌های باقی‌مانده در آدرس‌های قدیمی، گزینه‌های ممکن شامل تعیین مهلت انتقال، مسدود کردن دارایی، محدود کردن سقف تراکنش یا ایجاد مکانیزم بازیابی دارایی است.

پیشنهاد Coinbase برای انتقال بیت‌کوین به آدرس‌های مقاوم در برابر کوانتوم شامل 5 مرحله است: از ارتقاء داوطلبانه کاربران، انتقال آدرس ترکیبی، پنهان‌سازی کلید عمومی برای کاهش خطر، تا محدود کردن تدریجی آدرس‌های قدیمی و در نهایت تعیین روش‌های مدیریت دارایی‌های باقی‌مانده در آدرس‌های قدیمی.

Coinbase هنوز هیچ طرح نهایی را تعیین نکرده است. کار اصلی در حال حاضر ارزیابی قابلیت‌های مختلف طرح‌ها، از جمله سازگاری کیف پول‌ها و گره‌های غیر ارتقاء یافته است و بر اساس آن طرح نهایی را تعیین خواهد کرد.

پردازش جداگانه بیت‌کوین‌های خوابیده و گم‌شده

موضوع بعدی بحث‌برانگیزترین موضوع: بیت‌کوین‌های طولانی‌مدت که بی‌حرکت مانده‌اند، چگونه باید مدیریت شوند؟

میلیون‌ها بیت‌کوین در آدرس‌های قدیمی که کلید عمومی آن‌ها افشا شده است، نگهداری می‌شوند، که شامل پاداش‌های بلوکی استخراج شده توسط ساتوشی ناکاموتو است. بخشی از آن متعلق به دارندگان بلندمدت است و بخشی دیگر ممکن است به طور دائمی گم شده باشد.

این دارایی‌ها هدف اصلی حملات کوانتومی هستند. اگر کسی به طور مخفیانه یک کامپیوتر کوانتومی با عملکرد بالا توسعه دهد، ممکن است قبل از اینکه کل صنعت خطر را متوجه شود، این بیت‌کوین‌ها را سرقت کند.

Coinbase نه تنها از مسدود کردن یا بازپس‌گیری مستقیم حمایت نمی‌کند، بلکه پیشنهاد می‌کند که موضوع بیت‌کوین‌های خوابیده و ارتقاء امضا را به دو موضوع جداگانه تقسیم کند تا از کشمکش‌های مربوط به بیت‌کوین‌های خوابیده جلوگیری کند و روند ارتقاء امنیت کوانتومی را برای تمام کاربران تسهیل کند.

اگر بخواهد مکانیزم بازیابی دارایی را ایجاد کند، Coinbase دو پیش‌شرط سختگیرانه را مطرح می‌کند:

• مکانیزم باید دارای ویژگی‌های مقاوم در برابر کوانتوم باشد: مهاجم تنها با استفاده از کلید عمومی افشا شده، نمی‌تواند از این مکانیزم بازیابی برای سرقت دارایی استفاده کند.
• باید شامل تمام سناریوهای افراطی باشد: برای مواردی که دارندگان گواهی بازیابی را گم کرده‌اند، سیستم تحت بار بالا قرار دارد یا کاربران مهلت را از دست داده‌اند، باید برنامه‌های مقابله‌ای وجود داشته باشد.

به طور کلی، Coinbase این پیشنهاد را به عنوان یک ماده مرجع برای بحث عمومی می‌بیند و نه به عنوان یک نقشه نهایی. هیچ شرکتی یا توسعه‌دهنده‌ای نمی‌تواند به تنهایی در مورد جهت‌گیری توسعه بیت‌کوین تصمیم بگیرد و دشواری رسیدن به توافق در کل اکوسیستم حتی از توسعه فناوری رمزنگاری فراتر است.

این محتوا صرفاً برای اطلاع‌رسانی عمومی ارائه شده است و به‌منزله مشاوره مالی، سرمایه‌گذاری، حقوقی یا مالیاتی تلقی نمی‌شود. هرگونه رویداد، جایزه، کمپین آنلاین یا اطلاعات مرتبط که در اینجا ذکر شده است، نباید به‌عنوان توصیه، ترغیب یا دعوت به خرید، فروش، معامله یا هرگونه دادوستد دیگر دارایی‌های رمزارزی تلقی شود. دارایی‌های رمزارزی از نوسان بالایی برخوردار هستند و ممکن است منجر به زیان شوند. دسترسی به خدمات، محصولات و رویدادهای مرتبط با WEEX ممکن است بسته به منطقه جغرافیایی متفاوت باشد. اطمینان از اینکه استفاده شما از این خدمات با قوانین و مقررات محلی مطابقت دارد، بر عهده خود شماست.