如果与加密相关的量子计算机最终成为比特币安全的主动威胁,Coinbase 希望采取适当的保护措施,为比特币和其他数字资产的发展方向做好准备。

最近在 MARA 基金会电视台露面时,该加密货币交易所的密码学负责人告诉主持人 Isabel Foxen Duke,该公司的后量子保障措施旨在支持任何潜在形式的技术重组。目前尚不清楚比特币在实践中将采用什么样的后量子签名方案。

林德尔在谈到各个网络最终采用的标准时表示:“不太可能有一个所有人都会使用的单一签名方案。” “这意味着我们必须为不同区块链上的不同结果做好准备。”

Coinbase 代表 BlackRock 等机构保护约 2500 亿美元的资产,多年来一直在完善相关程序。现在,它正在为一个世界做准备,在这个世界中,这种安排的基石变得更具挑战性,甚至在比特币的情况下变得不可行:多方计算(MPC)。

与比特币多重签名设置的功能类似,MPC 允许不同方持有私钥的不同“份额”,从而使多个签名者能够执行交易,而不会使整个私钥在单个设备上受到攻击。

虽然比特币的原生脚本语言允许用户通过直接在链上执行仲裁规则来创建多重签名设置,但 MPC 使用特定的加密功能在链外运行。由于签署单笔交易需要一定法定数量的密钥份额,因此完整的密钥永远不会组装在一个位置,从而有效地消除了单点故障。

但随着比特币为后量子时代做准备,专家们越来越担心并非所有后量子签名方案都是“MPC 友好的”。具体来说,基于散列的签名可能缺乏使传统加密密钥分割成为可能的底层算术结构。虽然缺乏数学结构是基于哈希的签名被认为可以安全抵御量子威胁的原因,但这也使得它们在构建 MPC 基础设施时难以使用。

“MPC 友好性或非 MPC 友好性有很大区别,”Lindell 解释道。虽然直到最近才认为使用基于哈希的签名执行 MPC 是不可能的,但像 Dan Boneh 这样的领先密码学家正在积极研究潜在的解决方案,正如最近的“PRAWNS”论文中详细介绍的那样。然而,由于这项研究正处于高度实验阶段,目前还不清楚是否可以为基于哈希的签名开发出可行的类似 MPC 的方案。

包括 Ledger 首席技术官 Charles Guillemet 在内的钱包开发人员也提出了对基于哈希的签名的担忧。

硬件回退

如果比特币采用与 MPC 不兼容的后量子方案,Coinbase 正在研究一种以可编程硬件安全模块 (HSM) 为中心的后备架构,即私人数据中心内加密密钥的数字金库。

在这种安排下,私钥将使用后量子密码学进行加密,并且只能在物理安全的 HSM 范围内进行组装。

尽管将完整密钥保留在一个地方(即使是暂时的)理论上不如传统 MPC 安全,但 HSM 在这些限制下提供了强大的保护。 Lindell 指出,严格的物理侧通道保护和严格的代码上传控制使他对设置感到满意。

Lindell 表示,考虑到比特币潜在的后量子升级的不确定性,Coinbase 正在设计其托管架构,使其具有不可知性,并适应比特币未来几年采用的任何签名方案。

尽管完成 Coinbase 后量子安全措施的时间表仍不确定,但 Lindell 补充说,一旦完成,“我将能够说,‘我可以支持任何事情。’我们不担心某些区块链会决定使用我们无法支持的东西。”

André Beganski 是 MARA 基金会的高级内容经理,负责制作有关量子计算和密码学交叉等主题的内容。他之前曾在 Decrypt 工作。