異なる種類のコンピューティング
世界の多くの人々が驚異的な勢いで上昇するビットコインの価値に心を奪われる一方、暗号資産を支える技術、ブロックチェーンに注目する人々もいる。分散型デジタル台帳技術であるブロックチェーンはピアツーピアのネットワーク上に構築されており、従来の銀行や金融機関が使う中央集権型システムよりはるかに安全だ。しかし今、別の革新的な技術がビットコインのセキュリティを脅かしている。
最近発表された論文で、ディベシュ・アガルワル氏とシンガポール国立大学（NUS）の同僚らは、量子コンピューターがビットコインのセキュリティプロトコルを損ない、さらには悪用する可能性を検証した。
説明したのは、MITテクノロジーレビューによると、これらのプロトコルはアルゴリズムを使ってデータを数学関数に変換する。暗号資産のマイニングに伴う計算負荷の高い作業の一環として、この関数を使い、すべての取引を「ブロック」に記録する。
こうした暗号プロトコルにより、現在のコンピューターを使ってブロックチェーンを破ることは事実上不可能だが、量子コンピューターが悪用できる弱点はシステムに存在する。
暗号技術が破られる
アガルワル氏と同僚らは論文で、量子コンピューターがビットコインのセキュリティを2つの方法で突破する可能性を検証した。従来型コンピューターを上回るマイニングを行う方法と、ビットコインの暗号鍵を破る方法だ。
マイナーがブロックチェーンネットワークの計算能力の50％超を掌握すると、その多数派支配を悪意ある活動に利用できる。研究者らは、特定用途向け集積回路（ASIC）は、現在ほとんどの暗号資産マイナーが使っており、今後10年間は量子コンピューターに対する速度面の優位性を維持できるとみている。そのため、マイナーがこの方法で悪意ある目的に量子システムを利用できるようになるのは、少なくとも10年先になりそうだ。
現在の暗号鍵を破ることについては、ビットコインのセキュリティプロトコルの一部として、各ビットコイン所有者が秘密鍵と公開鍵の2つの暗号鍵を持つ。前者から後者を生成するのは容易だが、その逆ははるかに難しい。楕円曲線署名方式と呼ばれる技術を使えば、秘密鍵を明かすことなく所有者の署名を検証できる。
従来型コンピューターには公開鍵から秘密鍵を導き出すのに必要な計算能力がないが、量子コンピューターなら比較的容易に実行できる可能性がある。「ビットコインが使う楕円曲線署名方式は、早ければ2027年にも量子コンピューターによって完全に破られる可能性がある」と、アガルワル氏と同僚らは記した。
暗号技術を強化する
このセキュリティ上の脅威はビットコインに限らない。インターネット上のほぼすべてのものや、ある程度のセキュリティを備えたあらゆるコンピューターシステムが、同じ暗号原理を使っている。そのため、量子コンピューターは現在の暗号化方式を使うあらゆるものを危険にさらす。
「量子コンピューティングの能力を使って現在の暗号化方式を『解読』できることに、ほとんど疑いの余地はありません」と、量子コンピューティング標準作業部会の議長を務めるウィリアム・ハーリー氏は語った。同部会は米国電気電子学会（IEEE）に属し、同氏はFuturismにこう述べた。
「RSAのような暗号化方式は、大きな数の素因数分解は計算上割に合わないという単純な前提に基づいています」とハーリー氏は述べた。同氏は以前、量子コンピューターがもたらす脅威について現在の暗号化方式に対する記事を執筆している。「RSAなどの暗号化方式では、暗号を破るために必要な時間と資源が膨大になり、取り組む価値がないほどになります。量子コンピューターが登場すれば、こうした2つの大きな数の素因数分解が、より現実味を帯びてきます。」
量子コンピューターは、将来的に非常に強力になり、独自の暗号技術を必要とする可能性がある。しかし、だからといってビットコインや現在の暗号化方式を全面的に廃止しなければならないわけではない。手を加えれば、より安全にできる可能性がある。
まずハーリー氏は、暗号鍵の長さを2倍または3倍にすることを提案している。「対称暗号方式では、暗号鍵の長さを2倍にする効果がさらに大きくなります」と同氏は述べた。「量子コンピューターはグローバーのアルゴリズムを使い、対称鍵を二次時間で破ることができますが、それでも長い鍵を突破するほど速くはありません。」
によるとMITテクノロジーレビュー、ビットコインには現時点でセキュリティプロトコルを改定する計画はない。しかし、実用的な量子コンピューターの登場までにはまだ10年か20年あるため、暗号資産プラットフォームには暗号化方式を再検討する時間がある。
「量子コンピューティングを理想化するのは簡単です。この技術は皆さんが思うより身近にありますが、魔法ではありません」とハーリー氏は述べた。「多くの人が予想するように、暗号が終わるわけではありません。」
