暗号資産取引所Coinbaseは、量子コンピュータ時代に備え、柔軟なアドレス構造やバックアップ用の量子耐性鍵の導入、さらに紛失したコインに関する議論を早急に開始すべきだと主張している。
高速な量子コンピュータの開発によりビットコインウォレットのセキュリティが破られ、不正にコインが引き出される可能性への懸念は広がっている。現時点では存在しないものの、数年以内の登場が予測されているためだ。
ナスダック上場のCoinbaseは、顧客である銀行や資産運用会社、ヘッジファンドなどを含め、流通するビットコインの約5％を保有しており、自社ブログでこの問題に対する自らの見解を示した。ビットコインが将来的に想定される量子脅威に対応し安全を保つために必要な対策を提言している。
同社はリスクが顕在化するのを待つのではなく、早期に準備を始めること、また紛失したコインの問題は別途議論すべきであると強調している。
この提言を理解するためには、まずビットコインの「錠前」構造と、その秘密鍵が量子コンピュータにどのように攻撃され得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、狭い横スロットのある郵便受けと所有者だけが持つ鍵を備えた箱に例えられる。スロットは公開鍵で、誰でもアクセス可能だが、秘密鍵は物理的な鍵に相当し、所有者のみに管理される。ウォレットがコイン送金時に秘密鍵で作るデジタル署名を、ネットワークは公開鍵で検証し一致すれば承認される仕組みだ。
ビットコインのブロックチェーンはECDSAとSchnorrの2方式で署名を行っており、現時点ではこれらを解析して秘密鍵を取得することは既存コンピュータでは困難とされている。
量子リスクの登場
しかしGoogle研究者によると、2029年までに充分に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算出しウォレット資産を盗み出すことが可能になるかもしれない。このタイプのマシンは「暗号学的に重要な量子コンピュータ（CRQC）」と称される。
提案されている対策はポスト量子（PQ）暗号技術であり、量子攻撃に耐えうる新たな署名方式だ。
Coinbaseは、新たなセキュリティ方式の単なる選択ではなく、古い資金と新しい資金双方の安全保持、ビットコインの限られたデータ容量内での運営継続、大規模プラットフォームおよび一般ユーザー対応、さらに動かされない古いコインの取扱い計画が不可欠だと指摘する。
Coinbaseは今すぐ行動を求める
分散型設計の利点である一方で改変が困難なビットコインの特性を踏まえ、同社は速やかな対策開始の必要性を訴えている。コンセンサス変更に数年要する可能性を指摘し、CRQC登場の遥か前から作業開始が必要との見解を示した。
既にビットコインの開発者は量子耐性防御策の提案検討を進めている。
Coinbaseの提案する対策
・「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可能な設計とするべきだ。これによりシステム全体を再設計せずに量子耐性署名を追加・置換・組み合わせが可能となる。Coinbaseは、P2MR（BIP-360）およびP2TRv2の2案がこの柔軟性を提供するとしている。
・段階的な保護
ECDSAとSchnorrのルール終了前にアクティブウォレットが量子耐性またはハイブリッド署名の利用を開始できるアプローチを支持。例えば「1-of-2」構成で、同一のビットコインを従来またはポスト量子鍵のいずれかで使えるようにし、利用者の一斉切り替えやアクセス不能のリスクを負わずに早期保護を可能にする。
・状態管理の活用
一部ポスト量子署名は各署名で「状態」を管理し一回限りの鍵を使用する。バックアップ復元や記録紛失は誤再利用を招く恐れがある。状態管理型署名は高速・小型ながら誤用が容易なため、Coinbaseは記録不要の状態非依存型選択肢も同時提供すべきと考え、ユーザーや開発者の選択肢と安全性向上を促す。
・堅牢な実装
あらゆるプラットフォームで安定動作し、一貫した署名検証、秘密情報漏洩防止、明確な設定、乱数生成失敗への耐性を備えるソフトウェアを評価。これで量子耐性ウォレットの信頼性向上、バグやハッキング、資金損失リスク軽減につながる。
・MPCとの親和性
Coinbaseや多数の顧客はポスト量子スキームがマルチパーティ計算（MPC）に対応する必要があるとし、MPCは秘密鍵盗難防止や大規模組織の継続的攻撃に対する重要な保護であると説明。取引所やカストディアン、大企業が鍵管理を分散化して安全性を高めやすくする。
・遅延移行ユーザーへの配慮
将来的にECDSAやSchnorr支出制限があっても、古いウォレットを持つユーザーは存在するとし、そのユーザーが後から安全な出力へ資金を移せる可能性や方法の検討は有益だとする。適切な方法論やトレードオフは未解決であり、この議論は技術的作業とは分けて進めるべきで、実装延期の理由とはならない。
・忘れられたコインへの懸念
すべてのユーザーが時間内にポスト量子へ移行するわけでなく、長期間放置されたウォレットや鍵紛失者も存在する。公開鍵が露出した旧アドレス形式もある。Coinbaseは誰かが量子マシンを完成させ、世間が知る前にこれらからコインを抜き取ることを懸念。
この問題への対応は別途行うべきであり、他ユーザー保護の遅延理由にはならないと述べた。救済する場合でも量子安全でなければならず、そうでないと窃盗犯がその救済策を悪用する可能性があるとも強調している。
