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暗号資産に潜む量子リスク：慌てるのはまだ早い
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Googleの量子研究チームが3月、楕円曲線暗号を破るために必要なリソースの推定を改める論文を発表すると、暗号資産業界はやや大げさに反応した。ビットコインの終わりだとまで言う人もいた。
従来の推定では、Shorのアルゴリズムで256ビットの楕円曲線暗号を破るには、数万個の論理量子ビットが必要とされていた。しかしGoogleのチームは、その数を1,200個未満まで引き下げた。攻撃に必要なコストの推定が20分の1になったことになる。
理論上、攻撃にかかるコストが下がった今、10年後、あなたのウォレットにあるビットコインにはどのような影響が及ぶのだろうか。そもそも、地球上のどの量子コンピューターも、誤り耐性のある論理量子ビットを1,200個維持するには程遠い。
ライト兄弟が空を飛ぶわずか9日前に、人類が飛行することは今後100万年たってもないと述べた紳士のようなことを言うつもりはないが、その水準に達するには、SF映画の第三幕で見かけるような技術的ブレークスルーが必要だろう。
では、そのブレークスルーが間近に迫っていると仮定しよう。楕円曲線暗号で保護されたブロックチェーン上の資産を保有する人にとって、問題はただ一つ、残された時間はどれくらいか、ということになる。
私の考えでは、問題を捉えるうえでより有益なのは、量子コンピューティングがいずれ現在の暗号を破るかどうかではなく、それが可能になる前に業界が移行を完了できるかどうかだ。
暗号資産すべてが同じではない
Shorのアルゴリズムは、公開鍵から秘密鍵を復元する。公開鍵がオンチェーンで公開されていなければ、このアルゴリズムが利用できる情報はない。
現在主流のビットコインアドレス形式の多くは、資金が使用されるまで公開鍵を秘匿する。P2PKHとP2WPKHは公開鍵をハッシュ化する一方、P2PKとTaprootは公開鍵を直ちに公開する。リスクが集中しているのは、過去の取引ですでに鍵が明らかになっているアドレスだ。
オンチェーン分析によると、流通するすべてのビットコインのうち34%以上で公開鍵が露出している。これは、レガシーアドレスに残る、公開鍵が露出したおよそ2万件に関連する約170万BTCに相当する。
イーサリアムも同じ問題に、より広い範囲で直面している。取引に一度でも署名した外部所有アカウントはすべて、公開鍵を復元するのに十分な情報を露出している。個々のアカウントに加え、バリデーターのBLS署名、KZGコミットメント、一部のゼロ知識証明システムも、十分に強力な量子コンピューターであれば破れる暗号技術に依存している。
移行はすでに進行中
量子コンピューターは、銀行業務、政府のPKI、セキュア通信で使われるRSA暗号や楕円曲線暗号を脅かしている。そのため、ブロックチェーンははるかに大規模な移行の一部にすぎない。
NISTは2024年8月、最初の3つの耐量子計算機暗号標準を最終決定した。鍵確立にはML-KEM、デジタル署名にはML-DSAとSLH-DSAを用いる。ブロックチェーン分野では、ビットコインのBIP-360が2026年2月に公式リポジトリへ統合された。この提案により、オンチェーンで従来型の公開鍵を公開する必要がなくなった。
Ethereumのプロトコル・クラスターは、実行、コンセンサス、データの各領域にわたる量子耐性を備えた基盤レイヤーを、2029年12月までに実現することを目標としている。
これを実現するには、それぞれおよそ7か月間隔で5回のハードフォークが必要となる。
こうしたスケジュールは暗号資産業界に限ったものではない。Googleは、耐量子計算機暗号への自社の移行を完了するため、2029年を社内目標に定めている一方、英国のNational Cyber Security Centreは2035年までの完了を目標としている。つまり、ブロックチェーンネットワークは暗号資産に特有の脅威に対応しているのではなく、より広範な暗号技術の移行の一環として移行を進めている。
移行スケジュールを読み解く
Citigroupが今年初めに公表した報告書では、2034年までに暗号技術を脅かす量子コンピューターが登場する確率は19～34%とされている。
ほとんどのブロックチェーンの移行計画は2034年より前の完了を目標としているため、現時点では防御側に分がある。
私が思うに、暗号資産業界が今、パニックに陥るあまり見誤っているのは、まさにこの時間軸だ。量子の脅威は現実のものだが、重要な期限は量子コンピューターが稼働する日ではない。それが稼働する前に、脆弱な資産やインフラの移行を終える期限だ。
今、唯一懸念されるのは、「今収集し、後で復号する」という抜け道だ。攻撃者は今日、露出した公開鍵を収集し、十分な性能を持つ量子コンピューターが登場した後に鍵の復元を試みることができる。
だからこそ、量子コンピューターの登場を待たずに移行計画を立てなければならない。実際に登場した時には、露出済みの鍵はすべてすでに危険にさらされている。
今できること
現時点で大半のユーザーにとって、フィッシング、悪意あるdAppへの署名、ファームウェアの侵害、鍵生成時のエントロピー不足によって資金を失う可能性は、量子コンピューターによる損失よりはるかに高い。
現実的なのは、二つの事実を同時に受け止めることだ。現在の攻撃への防御を強化する。アドレスの使い回しをやめる。公開鍵を秘匿する出力形式を既定で使用するウォレットソフトを使う。そして、移行スケジュールを注視する。
