Falcon-1024 визнано кандидатом на наступний підпис для біткоїна

Обговорення відповіді біткоїна (BTC) на квантові комп'ютери виходить за межі вибору алгоритму підпису і переходить до питань проектування інфраструктури гаманців і вузлів. Ключовим є не лише більш сильна математична структура, а й витрати та умови розгортання, які можуть бути фактично застосовані до біткоїн-ланцюга.

Компанія Blockstream, що займається розробкою інфраструктури біткоїна, 26 числа в своєму дослідженні порівняла кандидати на наступний підпис біткоїна: Dilithium, Falcon та Hawk. Blockstream вважає розмір, що поєднує відкритий ключ і підпис, основною витратою. Це пов'язано з тим, що кожен повний вузол повинен завантажувати та зберігати ці байти щоразу, коли вони використовуються.

Згідно з представленими Blockstream даними, Dilithium третього класу має відкритий ключ обсягом 1952 байти, підпис обсягом 3309 байтів, що в сумі становить 5261 байт. Falcon-512 має загальний обсяг 1563 байти, а Falcon-1024 - 3073 байти. Hawk має перевагу у вигляді підпису обсягом 555 байтів, але наразі знято з кандидатів на стандартизацію.

Ці цифри показують характер навантаження в порівнянні з існуючою структурою підпису біткоїна. Наразі використовується підпис Schnorr, який має відкритий ключ обсягом 32 байти та підпис обсягом 64 байти, що в сумі становить 96 байтів. Щоб впровадити нову систему підпису в біткоїн, потрібно буде оновити гаманець, а також врахувати верифікацію вузлів, обсяг блоків та структуру комісій.

Dilithium оцінюється як кандидат з простим впровадженням. Він використовує цілісні операції і не вимагає плаваючої точки або дискретного гауссового вибірки, тому навантаження на реалізацію в постійному часі відносно низьке. Однак його слабкість полягає в тому, що витрати на ончейн за третім класом є великими.

Dilithium також має перевагу, оскільки є найближчим кандидатом до ключового похідного методу BIP-32. Проте Blockstream зазначає, що опубліковані модифікації ще не досягли рівня, придатного для розгортання. Залишаються питання, що стосуються відмінностей від стандартних верифікаторів, відсутності повного доказу без шкоди та безпеки всіх ключів, які пов'язані з однією спільною матрицею.

Falcon класифікується як кандидат, що перевершує за розміром і швидкістю верифікації. Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) обрав Falcon як кандидата на стандартизацію FN-DSA і продовжує розробку в рамках FIPS 206. Blockstream оцінила Falcon як найменший і найшвидший серед трьох кандидатів.

Однак Falcon також має значне навантаження на розгортання. Blockstream пояснила, що Falcon-1024 потребує приблизно 90 кБ оперативної пам'яті для семплера. Використання детермінованої емульгації цілого числа призводить до зниження швидкості підпису приблизно в 15 разів і уповільнення генерації ключів приблизно в 2 рази.

Hawk залишився попередженням у недавньому порівнянні. Anthropic оголосила 28 липня про виявлення структурної вразливості в дизайні Hawk. Після цього NIST повідомила, що команда розробників Hawk зняла алгоритм з розгляду на стандартизацію, пояснивши, що це відкриття не вплине на такі визначені стандарти, як ML-DSA.

Постквантова криптографія виходить з припущення, що достатньо потужні квантові комп'ютери можуть атакувати існуючу криптографію з відкритим ключем. Підпис входить до підтвердження транзакцій біткоїна, а блокчейн є структурою, в якій ці дані верифікуються та зберігаються всіма вузлами. Розмір підпису та витрати на верифікацію є більш безпосередніми обмеженнями, ніж у звичайних інформаційних технологіях.

NIST підтвердила ML-DSA, SLH-DSA та ML-KEM як постквантові криптографічні стандарти 13 серпня 2024 року. Перехід до постквантової криптографії розглядається як довгострокове завдання безпеки для біткоїна та ефіру. Однак лише факт наявності стандарту не визначає, як його застосовуватимуть у біткоїні.

Обговорення триває і в поштовому списку розробників біткоїна. 26-27 числа були опубліковані "Постквантовий шлях BIP 324" та "Проект підпису на основі хешу для біткоїна - SHRINCS". У темі оновлення BIP-360 у лютому 2025 року Falcon розглядається як пріоритетний кандидат, але також вказуються проблеми з сумісністю BIP-32, watch-only xpub та обробкою мультипідписів.

Структура ринку має широкий спектр зацікавлених сторін. Повні вузли повинні зберігати великі дані підпису на тривалий термін, а виробники апаратних гаманців повинні генерувати підписи в межах обмеженої оперативної пам'яті та обчислювальної потужності. Біржі та трестові компанії можуть бути змушені змінити процедури управління мультипідписами та ключами.

Для вітчизняних інвесторів це обговорення має значення, яке виходить за межі простих технічних статей. Способи зберігання біткоїнів, комісії за транзакції та сумісність гаманців є питаннями, які безпосередньо стосуються довгострокових власників та користувачів трестових послуг. Однак це обговорення не є прогнозом цін або короткостроковими ринковими матеріалами, а є розглядом безпеки протоколу.

Blockstream заявила, що якщо потрібно терміново вибрати один з підписів на основі решітки, то вони оберуть Falcon-1024. Однак короткостроковою альтернативою залишається підпис на основі хешу. Обговорення квантової стійкості біткоїна перейшло на етап, коли спочатку розглядаються витрати на ланцюг, оперативна пам'ять апаратних гаманців, похідні ключі та умови розгортання, такі як мультипідписи.

Цей контент надано лише для загальних інформаційних цілей і не є фінансовою, інвестиційною, юридичною чи податковою консультацією. Події, нагороди, онлайн-акцій або пов’язану інформацію, згадана тут, не слід розглядати як рекомендацію, прохання чи запрошення до купівлі, продажу, торгівлі чи інших операцій з криптоактивами. Криптоактиви є дуже волатильними та можуть призвести до збитків. Доступність послуг, продуктів WEEX та пов’язаних із ними подій може відрізнятися залежно від регіону. Ви несете відповідальність за забезпечення відповідності вашої участі чинному місцевому законодавству та нормативним актам.