Квантовая угроза биткоину: увеличение блоков или STARK-доказательства?

Развитие квантовых компьютеров ставит под угрозу криптографическую безопасность биткоина. Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) уже одобрил постквантовые (PQ) схемы подписи, которые в 10–100 раз больше текущих ECDSA и Schnorr. Это может снизить пропускную способность сети до менее одной транзакции в секунду.

Для решения проблемы предлагаются два подхода: увеличение размера блока или внедрение агрегации подписей через ZK-STARK-доказательства. Увеличение блоков — простое инженерное решение, но оно вызвало раскол в сообществе в 2017 году и критикуется за рост требований к узлам и риск централизации.

Сооснователь StarkWare Эли Бен-Сассон утверждает, что STARK-доказательства — лучший вариант. По его словам, основатель Blockstream Адам Бэк согласен с этим в частных беседах. Бен-Сассон отметил, что ранние разработчики биткоина, такие как Грег Максвелл и Майк Хирн, положительно оценивали STARK-технологии.

Альтернативу представляет Марин Ивезич, основатель PostQuantum.com. Его моделирование схемы ML-DSA-44 (2420 байт на подпись) показывает, что ёмкость блока упадёт с 2500–3000 до 500–700 транзакций. Увеличение блоков — «простой инженерный ответ и самый сложный с точки зрения управления», — говорит Ивезич.

Blockstream Research работает над собственными схемами SHRINCS и SHRIMPS, которые дают подписи примерно в пять раз больше текущих (до 40 раз при восстановлении кошелька). Однако они всё равно замедляют сеть без увеличения блоков.

Преимущество ZK-STARK в том, что оборудование для генерации доказательств стоит менее $100 000 и может работать на обычном компьютере, а проверка возможна даже на Raspberry Pi. Это лучше сохраняет децентрализацию и повышает эффективность.

Исследователь Ethereum Джастин Дрейк публично высказался за то, чтобы биткоин перенял технологию агрегации ZK-доказательств от Lean Ethereum, что могло бы сделать её отраслевым стандартом. Однако политические барьеры в консервативном сообществе биткоина могут помешать этому.