Pesquisadores da AmericanFortress, uma empresa de segurança de blockchain e criptografia baseada em Wyoming (EUA), focada em segurança pós-quântica e infraestrutura de ativos digitais, propuseram um sistema criptográfico que, segundo eles, poderia permitir que o Bitcoin e outras carteiras blockchain resistam a futuros ataques quânticos sem alterar os endereços de carteira existentes.
Em um artigo intitulado “ZKPoSP: Post-Quantum Zero-Knowledge Proofs for Hierarchical Deterministic Wallets” (ZKPoSP: Provas de Conhecimento Zero Pós-Quânticas para Carteiras Determinísticas Hierárquicas), os pesquisadores da AmericanFortress descrevem a substituição das tradicionais assinaturas de curva elíptica por provas de conhecimento zero, mantendo a compatibilidade com carteiras determinísticas hierárquicas.
“Avanços recentes em hardware quântico, incluindo o processador Willow do Google, reduziram substancialmente o cronograma para computadores quânticos criptograficamente relevantes”, escreveram eles.
“No contexto da blockchain, onde endereços e padrões de derivação de chaves como BIP32, BIP44 e SLIP-10 são a infraestrutura dominante para gerenciamento de carteiras, um computador quântico executando o algoritmo de Shor pode recuperar qualquer chave privada de curva elíptica a partir da chave pública correspondente, ameaçando todas as carteiras em produção atualmente.”
A pesquisa foca no “Q-Day”, o ponto em que um computador quântico tolerante a falhas poderia usar o algoritmo de Shor para derivar chaves privadas a partir de chaves públicas, tornando a criptografia de curva elíptica usada pelo Bitcoin e muitas outras blockchains insegura.
Em vez de exigir que os usuários migrem fundos para novos endereços seguros contra ataques quânticos, o sistema proposto substitui as assinaturas digitais por provas de conhecimento zero que verificam a propriedade da frase semente de uma carteira. Como a própria semente permanece secreta, os autores argumentam que proprietários legítimos ainda poderiam comprovar o controle de suas carteiras mesmo se as chaves privadas individuais fossem comprometidas.
O artigo introduz ZKPoSP (Zero-Knowledge Proof of Seed Provenance – Prova de Conhecimento Zero de Proveniência da Semente) e QBIP32, um esquema de derivação de chaves projetado para suportar múltiplas curvas elípticas, mantendo a compatibilidade com carteiras determinísticas hierárquicas existentes.
De acordo com o estudo, pesquisadores da AmericanFortress implementaram o sistema em Rust usando a máquina virtual de conhecimento zero RISC Zero. Testes de desempenho do protótipo mostraram tempos de geração de prova de aproximadamente 12 a 13 segundos e tempos de verificação de cerca de 9 a 10 milissegundos. O artigo também descreve um modo pós-Q-Day que reduz o tempo de prova para algumas operações.
A pesquisa não foi adotada por nenhuma rede blockchain. Qualquer implementação exigiria a adoção por desenvolvedores, provedores de carteiras, exchanges, mineradores e usuários.
O interesse em criptografia pós-quântica cresceu à medida que os desenvolvedores de blockchain se preparam para o Q-Day. O Bitcoin apresenta um desafio particular porque gastar moedas expõe suas chaves públicas na blockchain. Um computador quântico suficientemente poderoso poderia usar essas chaves públicas para derivar chaves privadas e forjar assinaturas de transação válidas.
O artigo é o mais recente de uma série de esforços na indústria cripto para preparar as redes blockchain para um futuro pós-quântico. No início deste mês, o Projeto Eleven propôs um mecanismo de recuperação pós-quântica que permitiria aos usuários comprovar a propriedade de uma carteira Bitcoin por meio de sua frase semente, em vez de uma assinatura digital após o Q-Day.
Em março, a BTQ Technologies lançou a primeira implementação funcional do BIP-360 em uma testnet dedicada “Bitcoin Quantum” para avaliar formatos de transação resistentes a ataques quânticos. Em maio, a empresa de análise de blockchain Glassnode estimou que cerca de 6,04 milhões de Bitcoin, aproximadamente 30% da oferta em circulação, já possuem chaves expostas publicamente, enquanto o Departamento de Comércio dos EUA anunciou mais de US$ 2 bilhões em financiamento para empresas de computação quântica e iniciativas de fabricação.
Na semana passada, grandes empresas, incluindo BlackRock, Coinbase, Strategy, Fidelity Digital Assets, Galaxy e outras, formaram o Consórcio de Segurança do Bitcoin, comprometendo US$ 15 milhões ao longo de três anos para apoiar a pesquisa de segurança do Bitcoin e a defesa contra ataques quânticos.
* Traduzido e editado com autorização do Decrypt.
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