Coinbaseは量子コンピュータに備え、柔軟なアドレスシステムやバックアップ用の量子耐性鍵の導入、さらに紛失コインの問題に関する別途議論を早急に開始すべきだと主張している。
もし、誰かが十分高速な量子コンピュータを開発し、ビットコインウォレットのセキュリティを破って不正にコインを引き出せるようになったらどうなるのか。これは多くの人が抱く懸念であり、現時点では存在しないものの、数年以内に登場する可能性が指摘されている。
ナスダック上場の暗号資産取引所であるCoinbaseは、顧客の銀行や資産運用会社、ヘッジファンドを含め、流通するビットコインの約5％を保有している。同社は最新のブログ記事で、ビットコインが将来的に想定される量子脅威に対して安全性を保つために必要な対策を示した。
Coinbaseが強調する最重要ポイントは、リスクの到来を待つのではなく今すぐ準備を始め、紛失したコインに関する問題は別途検討すべきだという点だ。
これを理解するにはまず、ビットコインの「錠前」と鍵の仕組みと、量子コンピュータがそれをどのように破る可能性があるかを知る必要がある。
錠前と鍵
ビットコインウォレットは、上部に狭い横スロットがあり所有者のみが持つ鍵で開ける箱と例えられる。第三者が投函できるスロットは公開鍵に相当し、一方、物理的な鍵に例えられる秘密鍵は所有者のみの厳重な管理下にあり、ウォレット内のビットコインを守っている。
ユーザーが送金時に秘密鍵で改ざん不能なデジタル署名を生成し、その署名をネットワークが公開鍵と照合し一致すればトランザクションが承認される。
ビットコインのブロックチェーンでは、ECDSAとSchnorrという二つの方式によって署名の生成と検証が行われている。現状これらの方式は極めて安全であり、既存のコンピュータで秘密鍵を割り出すのは困難だ。
量子リスクの登場
しかしGoogleの研究者によると、2029年までに十分強力な量子コンピュータが実現すれば、公開鍵から秘密鍵を逆算し、ウォレットの資産を盗み出せる可能性がある。
この能力を持つマシンは「暗号学的に重要な量子コンピュータ」(CRQC)と呼ばれている。
対策として提案されているのがポスト量子（PQ）暗号技術、つまり量子攻撃に耐え得る新たな署名方式である。
Coinbaseは新たなセキュリティ方式の単純な選択だけでは不十分であり、古い資金と新しい資金双方の安全を確保し、限られたビットコインのデータ容量に収まりつつ、既存のコンピュータでネットワークを運用し続けられる完全なアップグレードが必要だと説く。また、大規模暗号資産プラットフォームと一般ユーザーの双方に対応し、さらに動かされることのない古いコインに対する明確な計画の立案も求められている。
Coinbaseは即時の行動を促す
ビットコインの分散設計は中央集権に比べ利点がある一方、変更困難な側面もあり、対策は即時に開始されなければならない。
同社は「ビットコインのコンセンサス変更やエコシステム移行には数年かかることがあり、CRQCの完成発表前に作業を始める必要がある」と指摘している。
既にビットコイン開発者は量子耐性防御の構築提案を検討中だ。
Coinbaseの対策提案
「コンテナ」と署名の分離
ビットコインのトランザクション形式は新たなポスト量子署名方式をサポートできる設計が望まれる。これにより全体設計を再構築せず、量子耐性署名の追加・置換・組み合わせが可能となる。CoinbaseはP2MR（BIP-360）とP2TRv2の二つの提案が柔軟性を提供するとしている。
段階的な保護
Coinbaseは、古い署名方式のルール確定前にアクティブなウォレットが量子耐性やハイブリッド署名を使い始めることを支持する。例えば「1-of-2」構成では従来のECDSAまたはSchnorr鍵かポスト量子鍵のいずれかで同じビットコインを使用可能にし、リスクや一斉切替の必要なく早期に保護を開始できる。
状態管理の活用
一部のポスト量子スキームは各署名で管理が必要な「状態」を持つ。これは多数の一回限り署名鍵を使い、既使用鍵の再利用を防ぐ記録が必須であるためだ。古いバックアップから回復や記録紛失で誤った再利用の恐れがある。再利用されると攻撃者に有効な署名偽造の危険がある。
状態管理型署名は軽量で高速だが誤用しやすい。Coinbaseはビットコインが状態管理型署名を採用するなら記録不要な状態非依存型も同時に提供し、ユーザーやウォレット開発者により安全な選択肢を与えるべきだと考えている。これにより資金紛失や偽造トランザクションのリスクが減る。
堅牢な実装
同社はあらゆるプラットフォームで安定動作し、署名検証の一貫性を保ち、タイミング攻撃による情報漏えい防止や明確な設定が可能で、署名乱数生成失敗時も安全なソフトを重視。こうした実装により量子耐性ウォレットの信頼性向上と不具合やハッキング、資金損失リスク低減に寄与すると述べている。
MPCとの親和性
Coinbaseや顧客にとって重要な点はポスト量子スキームがマルチパーティ計算（MPC）と適合すること。適切に導入すれば秘密鍵盗難防止に役立ち、大規模組織への攻撃リスクを減らす。有力取引所やカストディアン、大手企業が鍵管理を単一者や単一デバイスに依存せず安全に行いやすくなる。
遅れて移行するウォレット対応
将来的にECDSAやSchnorr署名による出金制限があっても古いウォレット資金所有者の存在は続く可能性が高い。Coinbaseはこれらユーザーが後から安全に資金移行できるかとその方法検討が有益だと考えるが、具体的手法やトレードオフは未解決の課題だ。こうした議論はポスト量子署名対応の技術作業と並行して進められ、実装遅延の理由にならないと指摘する。
忘れ去られたコイン
すべてのユーザーが時間内にポスト量子対策に移行しないことも問題だ。とくに長期間未使用のウォレットや鍵紛失者、かつての公開鍵が露出していたアドレスタイプもある。
Coinbaseは誰かが秘密裏に量子マシンを完成させ、世間に知られる前にこれらウォレットからコインを引き出す可能性を懸念している。
同社は紛失コインへの対応方針は示さず、別途議論するべきとした上で、他ユーザーの保護を遅らせる理由にすべきでないと述べた。また救済策は量子安全でなければならず、そうでないと窃盗犯に悪用されるおそれがあることも強調している。