量子コンピューティングの進展とビットコインの安全性: 短期的には問題なし、長期的には変化が期待される

最近、量子コンピューターがビットコインなどの暗号資産ネットワークに脅威を与えるかどうかについての議論が再び広くフォローされています。Googleが最近発表したWillow量子プロセッサーが確かに一定の進展を見せていますが、現時点では過度に心配する必要はありません。

ビットコインプロトコルは主に2つのコア部分から構成されています：ハッシュ関数に基づくマイニングと楕円曲線に基づく取引署名です。理論的には、これらの2つの部分はそれぞれGroverアルゴリズムとShorアルゴリズムによって量子コンピューティングの影響を受ける可能性があります。

しかし、Willowの計算能力は現在、これらの二つの部分に実質的な脅威を与えるにはまだ遠く及びません。ビットコインのハッシュと署名システムを合理的な時間内に攻撃するには、約数千の論理量子ビットが必要です。そして、異なるプロセスに応じて、数千の物理量子ビットが一つの論理量子ビットにエンコードされる必要があります。

これは、ビットコインに対して有効な攻撃を開始するには、数百万の物理的な量子ビットが必要になる可能性があることを意味します。しかし、Willowは現在105の物理的な量子ビットしか持っておらず、攻撃に必要な規模とは大きく異なります。

たとえ未来の量子コンピューターの計算能力がビットコインを脅かすレベルに達しても、マイニングへの影響は相対的に限られています。グローバーアルゴリズムは計算を加速することができますが、ハッシュ関数の本質を解読することはできず、要求されるハッシュ値を見つけるには依然として大量の計算が必要です。これは市場に新しい効率的なマイニングデバイスが登場したことに相当します。

アドレス署名に関しては、いくつかのタイプのアドレスは慎重に扱う必要があります。これには、最も古いP2PKや最新のP2TRなどの公開鍵に基づく方式が含まれます。一方、P2PKH、P2SH、P2WPKH、P2WSHなどのハッシュに基づくアドレス形式は相対的に安全です。しかし、これらのアドレスを繰り返し使用することは、公開鍵の漏洩を引き起こし、リスクを増加させる可能性があります。

ビットコインの開発者たちは無為ではありません。将来的には、ハッシュベースのLamport署名などのソリューションが導入される可能性があります。コミュニティ内では、Lamport署名を状態管理に適用することなど、多くの議論が交わされています。また、格暗号に基づく量子耐性アルゴリズムが導入される可能性もあり、これらはソフトフォークの方法で実現できます。

技術のアップグレードに加えて、良好な使用習慣も量子コンピューターの脅威を効果的に防ぐことができます。たとえば、取引ごとに新しい受信アドレスを使用し、同じアドレスを繰り返し使用しないことです。量子コンピューターが十分な脅威をもたらす前に、資産を相対的に安全な隔離証明アドレスに移すことも賢明な判断です。

注目すべきは、量子コンピューターの出現が暗号資産だけでなく、従来の金融システム、防衛システム、機密通信など多くの重要な分野にも深遠な影響を与えることである。

総じて、短期的には量子コンピューターがビットコインなどのネットワークに対して脅威を与えることを過度に心配する必要はありません。しかし、良い使用習慣を維持し、量子技術の進展に引き続きフォローすることは非常に重要です。