量子コンピュータに対して「無力に壊れている」として、Udi Wertheimerが警告

暗号アナリストでTaproot開発者のウディ・ヴェルタハイマー氏は、ライトニング・ネットワーク(Lightning Network)はポスト量子シナリオにおいて本質的に脆弱であると述べ、またその設計が、現行の前提では対処不可能な形でユーザー資金をさらしていると主張した。

ヴェルタハイマー氏によれば、根本的な問題は、暗号通貨システムにおいて公開鍵と秘密鍵がどのように機能するかに起因するという。従来の暗号では、秘密鍵は公開鍵から導出できないという考えに依拠しているが、彼は、十分に進んだ量子コンピュータ、つまり暗号学的に関連のある量子コンピュータ(CRQC)は、公開鍵から秘密鍵を直接計算することで、この前提を破る可能性があると説明した。

ライトニングの弱点

オンチェーンのビットコイン利用の大半では、ユーザーはアドレスの使い回しを避けることで露出を減らし、公開鍵が不必要にさらされるのを抑えることができる。しかしヴェルタハイマー氏は、この防御はライトニング・ネットワークには当てはまらない、と主張した。ライトニングでは、その基本動作の一部として公開鍵を共有しなければならないからだ。

ライトニングは支払いチャネルに依存しており、これは基本的に2者間のマルチシグ(多署名)による取り決めである。これらのチャネルを開設し維持するために、参加者は対向相手と公開鍵を交換する。その結果、これらの鍵は公開されるだけでなく、第三者によって保存されることもあり、場合によってはユーザーがチャネルの背後にあるインフラを誰が管理しているのかを十分に理解できないことがある。

そのため、これらの公開鍵を保持するいかなるエンティティでもCRQCにアクセスできた場合、またはそのようなデータがCRQCを持つエンティティに漏洩した場合、ユーザーの操作なしに秘密鍵を導出でき、資金の盗難が可能になる。ヴェルタハイマー氏はさらに、その攻撃はしばしば理論的なシナリオで語られるような高速の量子能力を要しないだろうとも主張した。実際、リアルタイムで取引を傍受する必要がないからだ。

代わりに攻撃者は、すでに利用可能な公開鍵データを使ってオフラインで作業できる。問題は、ライトニング・インフラの不透明さによってさらに悪化する。つまり、LNのサービス提供者は匿名で運用できる。このため、ユーザーは自分のデータがどれほど安全に取り扱われているかを評価できないままになり得る。

開発者は、ビットコインのエコシステムにおける最善の実践でさえ、このリスクに対処できないと指摘した。ライトニングでは鍵共有の要件を回避できないからだ。さらに、これが量子コンテキストではネットワークを「どうしようもなく壊れた状態」にする、と付け加えた。ライトニング層だけの変更では問題を解決できないためだ。

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問題に対処するには、ビットコインの中核プロトコルが量子耐性のある暗号方式を採用する必要がある。これまでにそのような変更は行われていない。そうした変更が行われるまで、ライトニングの残高はさらされたままであり、量子技術がこれらの内蔵された弱点を活用できるほど進歩すると、侵害される可能性がある。

Googleの警告

ヴェルタハイマー氏の発言は、Googleのチームが高度な量子システムが暗号資産にもたらし得る潜在的リスクを詳述したホワイトペーパーを公開したのから数日後のことだった。その報告では、十分に強力な量子コンピュータなら、9日以内にイーサリアムの上位1,000のウォレットの秘密鍵を破れる可能性があり、20百万ETH超が危険にさらされると述べられていた。

その後、Blockstreamは、こうした脅威からビットコインを守るために講じられている対策を概説した。同社は、ユーザーが資金を使うために量子耐性の署名を必要とする契約を作成できるようにするため、Liquidサイドチェーンにポスト量子暗号を導入していることを明らかにした。

この戦略はビットコインの中核プロトコルを変更するものではない。代わりに、BlockstreamのSimplicityスマートコントラクト言語を用いて、契約レベルで保護を追加するものだ。研究ではまた、サイドチェーンにおける主なリスクを4つ特定した。偽造された取引署名、偽造されたブロック署名、機密取引における脆弱性、そしてチェーン間で資産を移転する仕組みに対する攻撃である。

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