สรุปข่าว
- Project Eleven พัฒนาต้นแบบที่ใช้กุญแจระดับบนของกระเป๋า BIP-32 เพื่อแยกเจ้าของตัวจริงออกจากแฮกเกอร์ แม้ทั้งคู่จะมี Private Key เดียวกัน
- วิธีนี้อาจใช้ไม่ได้กับ Bitcoin ยุคแรก รวมถึงเหรียญราว 1.1 ล้าน BTC ที่เชื่อมโยงกับ Satoshi Nakamoto เพราะกระเป๋าเหล่านั้นอาจไม่มี Seed Phrase หรือ Master Key
- วิธีป้องกันดังกล่าวอยู่ในขั้นต้นแบบ และยังไม่สามารถใช้งานบนเครือข่าย Bitcoin จริงได้ในขณะนี้ รวมถึงยังไม่ผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยอย่างเป็นทางการ
แนวโน้มผลกระทบ: Neutral
Project Eleven พัฒนาต้นแบบระบบพิสูจน์ความเป็นเจ้าของ Bitcoin เพื่อช่วยให้เจ้าของเดิมกู้เหรียญได้ แม้วันหนึ่งควอนตัมคอมพิวเตอร์จะสามารถเจาะระบบลายเซ็นและสร้าง Private Key ขึ้นมาได้ก็ตาม ระบบดังกล่าวอาศัยกุญแจระดับบนของกระเป๋า BIP-32 เพื่อแยกเจ้าของจริงออกจากแฮกเกอร์ แต่ยังไม่พร้อมใช้งานบนเครือข่ายจริง และอาจใช้ไม่ได้กับกระเป๋า Bitcoin ยุคแรก รวมถึงเหรียญราว 1.1 ล้าน BTC ของ Satoshi Nakamoto ซึ่งอาจไม่มี Seed Phrase หรือ Master Key สำหรับยืนยันสิทธิ์
ความอันตรายจากควอนตัมคอมพิวเตอร์อาจยังไม่เกิดขึ้นในวันนี้ แต่หากเทคโนโลยีพัฒนาไปถึงจุดที่สามารถเจาะระบบลายเซ็นของ Bitcoin ได้จริง ปัญหาจะไม่ได้หยุดอยู่แค่การขโมยเหรียญ เพราะเครือข่ายอาจไม่สามารถแยกได้ว่า ใครคือเจ้าของกระเป๋าตัวจริง เมื่อทั้งเจ้าของเดิม และแฮกเกอร์ต่างมี Private Key ชุดเดียวกัน
Project Eleven สตาร์ทอัพด้านความปลอดภัยทางควอนตัม จึงพัฒนาต้นแบบระบบพิสูจน์ความเป็นเจ้าของรูปแบบใหม่ เพื่อให้ผู้ถือ Bitcoin สามารถกู้คืนเหรียญจากกระเป๋ารุ่นเก่าได้ แม้ระบบลายเซ็นที่ใช้อยู่จะถูกควอนตัมคอมพิวเตอร์เจาะแล้วก็ตาม
อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่สามารถใช้ได้กับ Bitcoin ทุกเหรียญ โดยเฉพาะเหรียญในกระเป๋ายุคแรกของเครือข่าย ซึ่งอาจไม่มีข้อมูลกุญแจที่จำเป็นต่อการยืนยันสิทธิ์ รวมถึง Bitcoin ราว 1.1 ล้าน BTC ของ Satoshi Nakamoto ซึ่งอาจไม่สามารถกู้คืนผ่านระบบดังกล่าวได้
เมื่อ Private Key ไม่สามารถยืนยันความเป็นเจ้าของได้อีกต่อไป
Bitcoin ใช้ระบบเข้ารหัสแบบ Elliptic Curve Cryptography เพื่อสร้างลายเซ็นที่อนุญาตให้เจ้าของกระเป๋าใช้จ่ายเหรียญ ภายใต้เทคโนโลยีปัจจุบัน การคำนวณย้อนกลับจาก Public Key ไปหา Private Key ต้องใช้ทรัพยากรมหาศาลจนแทบเป็นไปไม่ได้
แต่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่แก้ไขข้อผิดพลาดได้สมบูรณ์ อาจใช้ Shor’s Algorithm เพื่อคำนวณ Private Key จาก Public Key ที่เปิดเผยอยู่บนบล็อกเชน จากนั้นจึงสร้างลายเซ็นปลอมและโอน Bitcoin ออกจากกระเป๋าได้
ความท้าทายคือ เมื่อผู้โจมตีได้ Private Key มาแล้ว เครือข่าย Bitcoin จะไม่สามารถแยกได้ว่า ลายเซ็นใดมาจากเจ้าของเดิม และลายเซ็นใดถูกสร้างขึ้นโดยควอนตัมคอมพิวเตอร์ เพราะทั้งคู่สามารถสร้างธุรกรรมที่ถูกต้องตามกฎของระบบได้เหมือนกัน
งานวิจัยของ Google Quantum AI ประเมินว่า การเจาะระบบเข้ารหัสแบบ ECDLP-256 อาจใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่มี Physical Qubits น้อยกว่า 500,000 หน่วย และใช้เวลาประมวลผลเพียงไม่กี่นาทีภายใต้สมมติฐานด้านฮาร์ดแวร์บางรูปแบบ โดยตัวเลขดังกล่าวลดลงประมาณ 20 เท่าจากการประเมินก่อนหน้า แม้เครื่องควอนตัมระดับนี้จะยังไม่เกิดขึ้นจริงในปัจจุบันก็ตาม
BIP-361 เสนอปิดประตูระบบลายเซ็นเก่า
ความกังวลดังกล่าวนำไปสู่ข้อเสนอ BIP-361 หรือ Post Quantum Migration and Legacy Signature Sunset ซึ่งร่วมเขียนโดย Jameson Lopp ผู้ร่วมก่อตั้ง Casa และนักพัฒนาอีก 5 คน
ข้อเสนอดังกล่าวจะทยอยยุติการใช้ลายเซ็น ECDSA และ Schnorr หลัง Bitcoin รองรับกระเป๋าที่ทนต่อควอนตัมแล้ว ระยะแรกจะห้ามส่งเหรียญเข้าสู่ที่อยู่ที่ยังมีความเสี่ยง ก่อนจำกัดการใช้จ่ายจากระบบเดิมในระยะถัดไป
ตามร่างปัจจุบัน ผู้ถือ Bitcoin อาจมีเวลาประมาณ 5 ปีในการย้ายเหรียญไปยังกระเป๋ารูปแบบใหม่ ส่วนเหรียญที่ไม่ถูกย้ายหรือไม่ผ่านกระบวนการกู้คืน อาจกลายเป็นเหรียญที่ใช้จ่ายไม่ได้ อย่างไรก็ตาม BIP-361 ยังเป็นเพียงร่างและยังไม่ได้รับการยอมรับจากเครือข่าย
Changpeng Zhao หรือ CZ ผู้ร่วมก่อตั้ง Binance เคยเสนอว่า หาก Bitcoin อัปเกรดระบบป้องกันควอนตัมแล้ว แต่เหรียญของ Satoshi Nakamoto ยังไม่มีการเคลื่อนไหว ชุมชนอาจต้องพิจารณาอายัดเหรียญเหล่านั้น เพื่อป้องกันไม่ให้แฮกเกอร์นำออกมาขายในตลาด
ฝ่ายสนับสนุนมองว่า การล็อกเหรียญที่ไม่สามารถยืนยันเจ้าของได้อาจสร้างความเสียหายน้อยกว่าการปล่อยให้ถูกขโมย ขณะที่ฝ่ายคัดค้านเห็นว่าแนวทางดังกล่าวไม่ต่างจากการยึดทรัพย์ และขัดกับหลักการต่อต้านการเซ็นเซอร์ของ Bitcoin
Project Eleven เสนอหลักฐานยืนยันเจ้าของตัวจริง
เครื่องมือใหม่จาก Project Eleven อาจทำให้ข้อถกเถียงเรื่องการอายัดน่ากังวลน้อยลง เพราะแทนที่จะล็อกเหรียญเก่าทั้งหมด ระบบสามารถเปิดช่องให้เจ้าของที่มีหลักฐานเพียงพอกู้สินทรัพย์กลับคืนมาได้
แนวคิดนี้ทำงานคล้ายใบเสร็จรับเงินทางคณิตศาสตร์ เจ้าของกระเป๋าสามารถพิสูจน์ว่า ตนถือกุญแจระดับบนในโครงสร้างกระเป๋าแบบ BIP-32 และกุญแจดังกล่าวสามารถสร้าง Private Key ของที่อยู่ซึ่งถือ Bitcoin อยู่ได้ โดยไม่ต้องเปิดเผยกุญแจสำคัญต่อสาธารณะ
ในมุมของผู้ใช้งาน ผู้ที่ยังเก็บ Seed Phrase หรือข้อมูลกุญแจต้นทางของกระเป๋าไว้อาจนำข้อมูลดังกล่าวมาสร้างหลักฐานได้ แต่ในเชิงเทคนิค ระบบต้นแบบไม่ได้ใส่ Seed Phrase ลงไปโดยตรง หากใช้ Extended Private Key ที่อยู่ในลำดับชั้นเหนือกุญแจของที่อยู่นั้นแทน
หลักฐานยังสามารถผูกเข้ากับข้อความหรือธุรกรรมเฉพาะ เพื่ออนุญาตให้ย้ายเหรียญไปยังกระเป๋าแบบ Post-quantum โดยไม่เปิดเผยข้อมูลกุญแจที่ผู้โจมตีสามารถนำไปใช้ต่อได้
ทำไมควอนตัมเจาะ Private Key ได้ แต่ย้อนกลับไปหา Master Key ไม่ได้
จุดสำคัญอยู่ที่กระเป๋าแบบ Hierarchical Deterministic Wallet หรือ HD Wallet ซึ่งใช้ BIP-32 เพื่อสร้างกุญแจจำนวนมากจากกุญแจต้นทางชุดเดียว
แม้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ในอนาคตอาจคำนวณ Private Key ของที่อยู่หนึ่งจาก Public Key ได้ แต่การย้อนกลับจากกุญแจปลายทางขึ้นไปหากุญแจแม่ที่อยู่เหนือ Hardened Derivation Step จะต้องย้อนกระบวนการแฮช HMAC-SHA512
กระบวนการดังกล่าวทำงานแบบทางเดียว แม้ Grover’s Algorithm จะช่วยลดระดับความปลอดภัยของแฮชลงได้บางส่วน แต่การย้อนแฮชขนาด 256 บิตยังต้องใช้ทรัพยากรในระดับที่ไม่สามารถทำได้จริงตามการประเมินปัจจุบัน
ผลคือเจ้าของจริงและแฮกเกอร์อาจมีกุญแจของที่อยู่ใบเดียวกัน แต่มีเพียงเจ้าของจริงเท่านั้นที่ถือกุญแจระดับบนซึ่งสร้างที่อยู่นั้นขึ้นมา ความแตกต่างนี้จึงสามารถใช้เป็นหลักฐานขั้นสุดท้ายในการพิสูจน์ความเป็นเจ้าของได้
แนวคิดดังกล่าวถูกเสนอครั้งแรกในปี 2023 โดยนักวิชาการ Or Sattath และ Shai Wyborski ภายใต้ชื่อ “Signature Lifting” ก่อนที่ Olaoluwa Osuntokun ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Lightning Labs จะสร้างโปรโตไทป์รุ่นแรกขึ้นมา
Project Eleven ระบุว่า เวอร์ชันล่าสุดสามารถสร้างหลักฐานได้ภายใน 243 มิลลิวินาที และตรวจสอบหลักฐานได้ใน 40 มิลลิวินาทีบน MacBook Air ชิป M5 โดยไม่ใช้ GPU หากนับกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่เตรียมวงจรจนถึงตรวจสอบตัวเอง ระบบใช้เวลาประมาณ 910 มิลลิวินาที หรือเร็วกว่าโปรโตไทป์ที่ทำงานในรูปแบบใกล้เคียงกันประมาณ 16 เท่า
ทำไมวิธีนี้อาจช่วยเหรียญของ Satoshi ไม่ได้
ข้อจำกัดสำคัญคือ ระบบดังกล่าวใช้ได้กับกระเป๋าที่มีโครงสร้าง BIP-32 หรือระบบสร้างกุญแจแบบลำดับชั้น ซึ่งเริ่มถูกเสนอในปี 2012 และถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในกระเป๋ายุคใหม่
กระเป๋า Bitcoin รุ่นแรกกลับสร้างกุญแจแต่ละชุดแยกจากกัน โดยไม่มี Seed Phrase หรือ Master Key ที่เชื่อมกุญแจเหล่านั้นไว้ด้วยกัน
Satoshi ขุด Bitcoin ในช่วงปี 2009-2010 และยุติบทบาทในชุมชนก่อนที่ BIP-32 จะเกิดขึ้น จึงมีความเป็นไปได้สูงว่าเหรียญเหล่านั้นไม่มี Master Key ซึ่งสามารถนำมาใช้สร้างหลักฐานแบบ Signature Lifting ได้
การวิเคราะห์ที่เรียกว่า Patoshi Pattern ของ Sergio Demian Lerner เชื่อมโยง Bitcoin ประมาณ 1.1 ล้าน BTC กับนักขุดรายหนึ่งซึ่งอาจเป็น Satoshi โดยเหรียญกระจายอยู่ในที่อยู่ยุคแรกหลายหมื่นแห่ง อย่างไรก็ตาม ตัวเลขดังกล่าวยังเป็นเพียงการประเมินจากรูปแบบการขุด ไม่ใช่หลักฐานยืนยันว่า Satoshi เป็นเจ้าของเหรียญทั้งหมดอย่างแน่นอน
ปัญหาที่หนักกว่านั้นคือ Bitcoin ยุคแรกจำนวนมากถูกเก็บในรูปแบบ Pay-to-Public-Key หรือ P2PK ซึ่งเปิดเผย Public Key บนบล็อกเชนตั้งแต่ได้รับเหรียญ ทำให้แฮกเกอร์ควอนตัมมีเวลาไม่จำกัดในการคำนวณหา Private Key ตราบใดที่เหรียญยังไม่ถูกใช้จ่าย
เหรียญกลุ่มนี้จึงเป็นทั้งเป้าหมายที่โจมตีง่ายที่สุด และเป็นสินทรัพย์ที่ยืนยันเจ้าของเดิมได้ยากที่สุด หากเครือข่ายเลือกใช้แนวทางอายัดโดยไม่มีระบบพิสูจน์ประเภทอื่น เหรียญของ Satoshi และเหรียญจากกระเป๋ายุคเดียวกันอาจถูกล็อกไว้ตลอดกาล
วิธีป้องกันนี้ยังเป็นเพียงต้นแบบ ไม่ใช่เกราะป้องกันที่ใช้งานได้แล้ว
Project Eleven ยอมรับว่า เครื่องมือดังกล่าวยังอยู่เป็นเพียงต้นแบบ และยังไม่ผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยอย่างเป็นทางการ ปัจจุบันรองรับเพียงที่อยู่แบบ P2PKH, P2WPKH และ P2SH-P2WPKH ส่วน Taproot และกระเป๋ารูปแบบอื่นยังไม่รองรับ
ที่สำคัญ ยังไม่มีบล็อกเชนใดนำกลไกนี้ไปใช้ ผู้ถือ Bitcoin จึงยังไม่สามารถใช้เครื่องมือดังกล่าวกู้เหรียญบนเครือข่ายจริงได้
อย่างไรก็ตาม ภาครัฐและอุตสาหกรรมเริ่มเตรียมรับมือมากขึ้น รัฐบาลสหรัฐฯ กำหนดให้ระบบสำคัญของหน่วยงานเปลี่ยนไปใช้การเข้ารหัสแบบ Post-quantum สำหรับการสร้างกุญแจภายในสิ้นปี 2030 และสำหรับลายเซ็นดิจิทัลภายในสิ้นปี 2031
ที่มา: beincrypto
มุมมองผู้เขียน: คำถามสำคัญในตอนนี้อาจไม่ใช่เพียงว่าเครือข่าย Bitcoin จะป้องกันควอนตัมคอมพิวเตอร์ทันหรือไม่ แต่คือใครจะยังสามารถพิสูจน์ความเป็นเจ้าของเหรียญได้ หลังจากระบบลายเซ็นเดิมไม่สามารถใช้เป็นหลักฐานได้อีกต่อไป
