Một đề xuất về bảo mật lượng tử của Bitcoin được Jameson Lopp và năm đồng tác giả công bố vào Tháng 4 đã mở ra một cơ chế khôi phục tiềm năng nhờ công nghệ bằng chứng không kiến thức. BIP-361 đề xuất đóng băng bitcoin nắm giữ ở các địa chỉ có nguy cơ bị tổn thương bởi lượng tử sau một mốc thời gian kéo dài nhiều năm, nhắm tới hơn 34% nguồn cung Bitcoin nơi các khóa công khai đã bị lộ trên onchain, bao gồm khoảng 1,1 triệu BTC được gán cho Satoshi Nakamoto. Project Eleven đã phát triển một phương pháp khôi phục dạng nguyên mẫu, cho phép người dùng ví hiện đại chứng minh quyền sở hữu mà không lộ khóa riêng tư, giải quyết lo ngại rằng việc đóng băng đồng nghĩa với mất vĩnh viễn. Sự phát triển này chuyển trọng tâm tranh luận từ việc liệu các đồng coin dễ tổn thương có nên bị đóng băng hay không sang câu hỏi ai có thể khôi phục an toàn các tài sản đã bị đóng băng sau khi một mối đe dọa lượng tử trong tương lai xảy ra.
BIP-361 đề cập đến một thời điểm lý thuyết được gọi là Q-Day, khi máy tính lượng tử có khả năng suy ra khóa riêng từ khóa công khai. Đề xuất nêu rằng sẽ chặn các khoản nạp mới vào các địa chỉ bitcoin dễ tổn thương sau 3 năm và đóng băng phần còn lại sau 5 năm. Nếu Q-Day xảy ra, bất kỳ địa chỉ nào có khóa công khai bị lộ đều có thể bị kẻ tấn công chi tiêu, và blockchain sẽ không phân biệt được kẻ tấn công với chủ sở hữu thật, vì cả hai đều có thể tạo ra chữ ký hợp lệ.
Project Eleven Xây dựng Nguyên mẫu Khôi phục Bằng Bằng chứng Không kiến thức
Project Eleven đã xây dựng một phương pháp khôi phục dạng nguyên mẫu dựa trên bằng chứng không kiến thức, một kỹ thuật mật mã cho phép người dùng chứng minh rằng họ biết điều gì đó mà không tiết lộ thông tin gốc. Cách khôi phục tập trung vào các ví hiện đại được xây dựng trên cây khóa xác định phân cấp, nơi các khóa được suy ra từ vật liệu khóa cấp cao hơn.
Nguyên mẫu, được phát triển cùng với Jim Posen, nhà phát triển chính của hệ thống bằng chứng Binius, sử dụng một khoảng trống mang tính cấu trúc trong kiến trúc ví. Một bước suy dẫn được “harden” sử dụng hàm một chiều, HMAC-SHA512, để tạo ra các khóa con từ vật liệu khóa của khóa cha. Một kẻ tấn công phá vỡ một địa chỉ bị lộ đơn lẻ sau Q-Day sẽ thu được đúng khóa đó, nhưng không thu được vật liệu ví cấp cao hơn dùng để suy ra nó.
Người dùng chứng minh rằng họ biết vật liệu khóa nằm ở phía trên địa chỉ trong cây suy dẫn của ví, chứng minh rằng vật liệu đó dẫn xuất ra địa chỉ cần nhắm tới, và liên kết bằng chứng với một thông điệp cụ thể có thể ủy quyền việc di chuyển. Bản thân vật liệu khóa riêng không bị tiết lộ. Cách tiếp cận này thay đổi lập luận khôi phục theo hướng cho phép các chủ ví dùng ví hiện đại dựa trên cụm hạt giống mở khóa các đồng coin đã bị đóng băng bằng cách chứng minh quyền sở hữu “ngược lên” hợp lệ mà không làm lộ dữ liệu bí mật bảo vệ phần còn lại của ví.
Nguyên mẫu Đạt Tốc độ Tạo Bằng chứng 243 mili giây trên Phần cứng Dùng cho Người tiêu dùng
Project Eleven cho biết nguyên mẫu của họ tạo ra bằng chứng trong 243 mili giây trên M5 MacBook Air với 4 lõi, xác minh trong 40 mili giây và dùng khoảng 2 gigabyte bộ nhớ mà không cần GPU. Toàn bộ lần chạy, bao gồm xây dựng mạch, tạo bằng chứng và tự kiểm tra, mất 910 mili giây chỉ trên CPU. Nhóm mô tả rằng điều đó nhanh gấp 16 lần trong toàn bộ lần chạy và nhanh khoảng 60 lần khi loại trừ phần thiết lập chỉ thực hiện một lần mà một “người chứng minh” thực tế có thể tái sử dụng.
Các con số hiệu năng cho thấy có thể tạo bằng chứng khôi phục bởi người dùng phổ thông trên phần cứng phổ thông. Điều này quan trọng đối với Bitcoin, nơi mọi lộ trình di chuyển quy mô lớn phải có thể được thực hiện bởi người nắm giữ ở nhiều khu vực pháp lý khác nhau, nhiều kiểu hình thức lưu ký khác nhau và nhiều mức độ kỹ năng kỹ thuật khác nhau.
Nguyên mẫu có những giới hạn rõ ràng. Chưa được kiểm toán, hỗ trợ 3 loại địa chỉ Bitcoin thay vì Taproot, gốc bằng chứng nằm ở khóa theo kiểu coin-type key thay vì cụm hạt giống, và không khôi phục coin trên bất kỳ blockchain đang hoạt động nào. Các “cảnh báo” này khiến nó vẫn xa mới trở thành một bản sửa có thể triển khai, nhưng nó mang lại cho BIP-361 một lộ trình kỹ thuật rõ ràng hơn cho cơ chế đóng băng có thể đảo ngược.
Ví Trước 2012 Thiếu Cấu trúc Suy dẫn để Khôi phục
Phương pháp khôi phục phụ thuộc vào việc một ví phải có cấu trúc cây suy dẫn nằm phía trên địa chỉ. Ví xác định phân cấp (hierarchical deterministic wallet) xuất hiện cùng BIP-32, được gán vào ngày 11 Tháng 2, 2012. Trước đó, ví Bitcoin tạo khóa độc lập và ngẫu nhiên. Không có cụm hạt giống, không có đường dẫn suy dẫn, và không có khóa cha nằm phía trên các địa chỉ cũ.
Satoshi khai thác đến năm 2009 và 2010 rồi biến mất khỏi hoạt động công khai vào năm 2011. Các đồng coin được gán cho Satoshi nằm trong các output cũ kiểu pay-to-public-key, nơi khóa công khai được ghi trực tiếp trên onchain. Các output này được tạo ra trước khi cấu trúc ví dựa trên cụm hạt giống trở thành chuẩn. Không có vật liệu ví cấp trên để chứng minh vì cấu trúc cây đã không tồn tại.
Vấn đề tương tự cũng áp dụng cho nhiều ví khác được tạo trước 2012, đặc biệt là các đồng coin “ngủ yên” trong những năm đầu tiên của Bitcoin. Đây chính là những đồng coin dễ bị tổn thương nhất trước một cuộc tấn công lượng tử trong tương lai và cũng là những đồng coin khó khôi phục nhất theo phương pháp bằng chứng được đề xuất. Một bằng chứng hoạt động có thể biến việc đóng băng thành một “khóa” có thể khôi phục đối với các ví dựa trên cụm hạt giống, nhưng nó không giải quyết được các số dư Bitcoin lâu đời nhất, bao gồm các đồng coin được gán cho Satoshi.
Lộ trình Khôi phục Tạo khoảng Chia rẽ Giữa Thế hệ Ví trong Tranh luận Quản trị
Đóng băng các đồng coin dễ tổn thương bởi lượng tử sẽ là một trong những thay đổi gây tranh cãi nhất từng được đề xuất, vì nó sẽ làm thay đổi cách xử lý các số dư hiện có, bao gồm cả những khoản nắm giữ đã “ngủ yên” có thể thuộc về chủ sở hữu đã mất, không hoạt động hoặc đã qua đời. Một lộ trình khôi phục có tính thuyết phục sẽ giảm lực của một phản đối: rằng BIP-361 sẽ hủy quyền sở hữu vĩnh viễn đối với các chủ sở hữu bị ảnh hưởng.
Lộ trình khôi phục tạo ra một ranh giới giữa các thế hệ ví. Người dùng hiện đại có cụm hạt giống có thể có lối thoát. Các chủ sở hữu bitcoin sớm có thể không. Khoảng chia này để lại cho Bitcoin một câu hỏi chính sách: liệu việc bảo vệ mạng khỏi bị trộm lượng tử có xứng đáng với việc đóng băng các đồng coin không thể được khôi phục bằng cùng một phương pháp hay không.
Nguyên mẫu thay đổi các điều khoản của lập luận. Rủi ro lượng tử của Bitcoin không còn chỉ là liệu các đồng coin dễ tổn thương có thể bị đóng băng hay không. Nó là câu hỏi ai có được một khóa để mở chúng ra, và ai ngay từ đầu đã không hề có một khóa.
Câu hỏi thường gặp
BIP-361 đề xuất gì cho các địa chỉ bitcoin dễ tổn thương bởi lượng tử?
BIP-361, được Jameson Lopp và năm đồng tác giả công bố vào Tháng 4, đề xuất chặn các khoản nạp mới vào các địa chỉ bitcoin dễ tổn thương sau 3 năm và đóng băng phần còn lại sau 5 năm. Kế hoạch nhắm tới các đồng coin trong các địa chỉ mà khóa công khai đã bị lộ trên onchain, chiếm hơn 34% nguồn cung Bitcoin, bao gồm khoảng 1,1 triệu BTC được gán cho Satoshi Nakamoto.
Phương pháp khôi phục không kiến thức hoạt động như thế nào?
Project Eleven xây dựng một phương pháp khôi phục dạng nguyên mẫu sử dụng bằng chứng không kiến thức để cho phép người dùng chứng minh họ biết vật liệu khóa nằm phía trên một địa chỉ trong cây suy dẫn của ví xác định phân cấp. Người dùng chứng minh tri thức “ngược lên” này và rằng nó dẫn xuất ra đúng địa chỉ cần nhắm tới, đồng thời liên kết bằng chứng với một thông điệp có thể ủy quyền việc di chuyển mà không tiết lộ chính vật liệu khóa riêng. Nguyên mẫu tạo ra bằng chứng trong 243 mili giây trên M5 MacBook Air với 4 lõi.
Vì sao không thể khôi phục các đồng coin của Satoshi thông qua phương pháp này?
Phương pháp khôi phục phụ thuộc vào việc một ví có cấu trúc cây suy dẫn, được đưa vào cùng BIP-32 được gán vào ngày 11 Tháng 2, 2012. Satoshi đã khai thác từ năm 2009 và 2010 bằng các ví tạo khóa độc lập và ngẫu nhiên, trước khi các cấu trúc ví dựa trên cụm hạt giống trở thành chuẩn. Không có vật liệu ví cấp trên để chứng minh vì cấu trúc cây không tồn tại đối với các ví được tạo trước 2012.
