ビットコイン開発者の間で出回っている新たな提案により、ネットワークは長年にわたり理論的リスクとされてきた問題、すなわち量子コンピューティングが暗号基盤に与える影響に直面せざるを得なくなっている。
ジェイムソン・ロップ氏を含む研究者グループが提唱したビットコイン改善提案361（BIP-361）は、従来の署名方式から量子耐性のある代替方式へとネットワークを移行するための体系的な計画を提示している。この提案が採択された場合、段階的な期限が設定され、移行されていないコインは最終的には永久に使用できなくなる可能性がある。
この提案は、十分に高度な量子コンピュータが現在のシステムの基盤となっている楕円曲線暗号を破ることが可能となる将来的なシナリオに、ビットコインが晒されるリスクを軽減することを目的としている。
「たとえビットコインが暗号学的に意味のある量子コンピュータの最初の主要な標的ではないとしても、そのようなコンピュータが存在し、ビットコインの暗号を破る能力をもつことが広く知られるようになれば、ネットワークへの信頼は損なわれるだろう」と、BIP-361に研究者たちは記している。
現在、ビットコインは取引の安全性を確保するためにECDSAとSchnorr（シュノア）署名に依存している。これらはいずれも古典的なコンピューティングに対しては堅牢だが、理論的にはショアのアルゴリズムに対して脆弱であり、攻撃者が公開鍵から秘密鍵を導き出すことを可能にする恐れがある。このリスクはネットワーク全体に均等に分布しているわけではない。古いタイプのアドレス、特に公開鍵支払い（pay-to-public-key）出力や再利用されたアドレスは、オンチェーン上で公開鍵を露出させるため、もっとも脆弱と考えられている。
提案書に記載されている推計によると、流通しているビットコインの3分の1以上がこのカテゴリーに該当し、サトシ・ナカモトに帰属するとされる初期の保有分も含まれている。量子攻撃が発生した場合、これらの資産が侵害され、ネットワークが不安定化し、技術的に優位な主体へと富が再分配される可能性がある。
提案された移行フェーズ
BIP-361は、この事態を未然に防ぐために設計された3段階の移行プロセスを導入している。フェーズAは、有効化から約3年後に実施される想定で、新規トランザクションにおける従来型アドレスへの送金を禁止する。このフェーズでは、ユーザーは依然として脆弱なアドレスから資金を移動させることはできるが、この制限によりウォレットやサービスは量子耐性のあるフォーマットの採用へと移行を促されることになる。
その約2年後に始まるフェーズBは、コンセンサスレベルで従来の署名をすべて無効化することで、移行をさらに加速させる。この時点で移行が完了していないビットコインは事実上凍結され、ネットワークのルールに基づいて使用不能となる。
現在も研究段階にあるフェーズCの提案では、限定的な復旧メカニズムが提供される予定だ。これは、シードフレーズに紐づいたゼロ知識証明を利用することで、秘密鍵を公開することなく凍結された資金の所有権をユーザーが証明できるようにするものだ。ただし、このフェーズの実現可能性や実施時期は依然として不明確である。
この提案では、強制的な移行を懲罰的な措置ではなく、防御的な措置として位置付けている。研究者たちは、アップグレードされないコインを凍結することで、量子コンピューティングの能力が出現する前に、ネットワークは主要な攻撃対象領域を排除できると主張している。
また、永久にアクセス不能となるコインは実質的な供給量を減少させることになると指摘しており、この力学はビットコインの経済モデルにおいて長らく議論されてきた点でもある。
現時点では有効化のタイムラインは設定されておらず、BIP-361は依然として草案段階にある。
