量子コンピューターは Bitcoin マイニングを破壊する可能性がある

Bitcoin マイニングコンセンサスに対する量子脅威

1. Bitcoin マイニングは、楕円曲線暗号ではなく、SHA-256 ハッシュ関数に依存します。

2. 量子コンピューターはグローバーのアルゴリズムをハッシュベースの検索問題に適用し、指数関数的ではなく二次的な高速化のみを提供します。

3. 従来のコンピューターでは、SHA-256 をブルートフォースするために ~2²⁵⁶ の操作が必要です。 Grover はこれを最大 2¹²⁸ の操作に削減します。

4. 理想的な量子ハードウェアを使用しても、2¹²⁸ は依然として計算上実行不可能であり、2040 年までに予測される能力をはるかに超えています。

5. PoW のコンセンサスメカニズムを壊す量子アルゴリズムは知られていません。計算の進歩に応じてハッシュの難易度が上がる限り、ネットワーク セキュリティはそのまま残ります。

公開鍵の公開: 本当の脆弱性

1. 総供給量のほぼ 32% である 690 万 BTC 以上が、公開鍵がオンチェーン上で永続的に公開されているアドレスに保管されています。

2. これらには、初期の P2PK 出力と、過去のトランザクション中に署名によって完全な公開鍵が明らかになった再利用された P2PKH アドレスが含まれます。

3. Google の 2026 年のホワイトペーパーでは、Shor のアルゴリズムは、500,000 未満の物理量子ビットを使用して、9 分以内にそのような公開鍵から秘密鍵を導出できると推定しています。

4. タップルート アップグレードは、特定のマルチシグ構成でキー素材を漏洩させる署名の集約を促進することにより、誤って露出面を増加させます。

5. トランザクションごとに新しいアドレスを生成するウォレット (BIP32/BIP44) は、ユーザーがアドレスを再利用せず、脆弱な形式からの署名を避ける場合、回復力を維持します。

レガシーアドレスのリスク分散

1. 2012 年以前の P2PK 出力には約 170 万 BTC が存在します。完全に公開されており、秘密鍵を明らかにすることなく移動することはできません。

2. 推定 600,000 ～ 700,000 BTC が、サトシ ナカモトのマイニング活動に強く関連するクラスターに属しており、すべて P2PK または初期の P2PKH を使用しており、アドレスが繰り返し使用されています。

3. 450 万 BTC を超える BTC が P2WPKH および P2TR 出力に存在し、消費されない限り公開鍵が公開されることはなく、固有の量子遅延が生じます。

4. Exchange ホット ウォレットと保管サービスは頻繁にキーをローテーションしますが、多くの場合、レガシー デポジットはアップグレードされていない形式で何年も保持されます。

5. SegWit 後に資金を移行したが古いバックアップを保持していた自己保管ユーザーは、公開鍵に関連付けられた鍵を知らずに保持している可能性があります。

プロトコルレベルの抵抗メカニズム

1. Bitcoin コア開発者は、サイズのインフレと検証コストのペナルティを理由に、必須の耐量子署名スキームを拒否しました。

2. OP_CHECKSIGFROMSTACK のようなソフトフォーク提案により、互換性を損なうことなく、オプションの量子安全なスクリプト パスが許可されます。

3. ライトニング ネットワーク チャネルは、オンチェーンで公開キーを決して公開しないマルチパーティ チャネル状態を使用するため、オフチェーン バランスの攻撃対象領域が減少します。

4. ハードウェア ウォレットのメーカーは現在、PQ 対応のファームウェア アップデートを備えたデバイスを出荷しており、ラティスベースの署名へのエアギャップ移行が可能になっています。

5. Bech32m アドレスの BIP350 採用により、ポスト量子スクリプト テンプレートに必要な将来の監視バージョン拡張がサポートされます。

よくある質問

Q1.量子コンピューターはブロックヘッダーで使用されている SHA-256 ハッシュを元に戻すことができますか?いいえ、Grover のアルゴリズムは実際には暗号ハッシュ関数を逆にすることはできません。ブルート フォース検索を加速するだけであり、2¹²⁸ 操作は物理的に到達できないままです。

Q2.量子コンピューターは Bitcoin の分散化モデルを脅かしますか?いいえ、マイニング集中化のリスクは、量子の高速化ではなく、ASIC の効率ギャップと電力コストの差に起因します。 PoW の経済性は変わりません。

Q3.量子リスクを排除するには、古いアドレスからコインを移動するだけで十分ですか?宛先がこれまでに使用されたことのない新しい Bech32m アドレスを使用し、トランザクションが以前の公開キーの公開に関連付けられた入力を再利用しない場合に限ります。

Q4.量子耐性アップグレードがまだ Bitcoin にハードフォークされていないのはなぜですか?なぜなら、ノードのスケーラビリティを損なうことなく、Bitcoin の検証スループットと帯域幅の制約を満たす、標準化された実稼働対応の軽量ポスト量子署名スキームは存在しないからです。