三成ビットコインは量子リスクに直面しています。それらはどこから来るのでしょうか？

著者|Rafael Schultze-Kraft

編纂|Chopper，Foresight News

最近の業界研究はビットコインの新たなセキュリティリスクに焦点を当てています：現在の保有状況下で、どのビットコインが量子リスクに直面しているのか？判断の核心基準は、転出トークンの公開鍵がチェーン上で公開されているかどうかです。統計によると、全ネットワークで604万枚のビットコインが量子リスクにさらされており、総発行量の30.2%を占めています。残りの1399万枚のビットコイン（占比69.8%）は保有段階で公開鍵が漏れておらず、関連するリスクはありません。これらのデータは最近のいくつかの研究結果と基本的に一致しています。

私たちはこのリスクを二つのカテゴリに分けます。第一のカテゴリは構造的リスクです：スクリプトタイプ自体が公開鍵の出力を漏らします。第二のカテゴリは操作的リスクです：特定の暗号通貨は初めは保護されている可能性がありますが、アドレスの再利用、一部の支出、または保管行為などの理由により、公開鍵が漏れ、ビットコインがそのアドレス内に残ります。

Quantum Safetyが提供する量子リスクのあるビットコイン供給量分布図

構造的リスクのあるビットコインは192万枚で、総発行量の9.6%を占めています。操作的リスクのあるビットコインは412万枚で、総発行量の20.6%を占め、そのうち取引所が保管している関連ビットコインは163万枚に達しており、ウォレットの適切な使用と資産の保管方法が公開鍵漏洩リスクを低減する上で重要であることを示しています。

この記事は立場を示すものではなく、実用的な量子攻撃がいつ実現するかを予測するものでもなく、いかなる保管機関の安全性や支払い能力を評価するものでもありません。データの次元から全ネットワークの公開鍵漏洩の現状を定量化し、永続的な高リスク資産と、ウォレット管理や保管ルールの最適化によってリスクを減少させることができる資産を区別します。

公開鍵漏洩リスクの一般的理解

ビットコイン資産は秘密鍵によって管理され、公開鍵はネットワーク上で秘密鍵の署名の合法性を検証するために使用されます。従来の暗号体系では、公開鍵が公開されているだけでは秘密鍵を逆算することはできず、資産は十分に安全です。

しかし、量子コンピュータの脅威の核心は、高性能の暗号学的実用量子コンピュータがShorアルゴリズムを利用して、既知の公開鍵から対応する秘密鍵を逆算できることです。これにより、関連するチェーン上の問題は簡単になります：

もし公開鍵が公開されている場合、その暗号通貨は露出しています。攻撃者は所有者が暗号通貨を移転するのを待つ必要はなく、公開鍵が既に利用可能だからです。もし公開鍵がチェーン上で見えない場合、特定の静的ストレージモデルに基づいて、その暗号通貨は現在露出していません。

この記事は、保有状態にある資産リスク、つまりトークンが静止しているが関連する公開鍵が漏洩しているストック資産に重点を置いています。送金時に露出するリスクとは異なり：後者は取引を放送し、確認する際にのみ公開鍵が公開され、取引決済レベルの時効リスクに属します；前者は正確に統計可能なストックリスク資産です。文中で言及される「安全資産」は、保有段階で公開鍵が漏洩していないことを示しており、すべての将来の量子攻撃モデルに適合する絶対的な抗量子資産ではありません。

Quantum Safetyが提供する量子安全なビットコイン供給量分布図

構造的露出：生まれつきの安全リスク

この種の資産リスクはアドレススクリプト形式によって決定され、ユーザーがウォレットを適切に使用するかどうかには関係なく、必然的にチェーン上で公開鍵が露出します。中本聡時代の初期のP2PKアドレス、従来のマルチシグP2MSアドレス、そして現在主流のTaprootアドレスを含みます。これらのアドレスは誕生年代や使用シーンが異なりますが、共通点は一つです：デフォルトでチェーン上に公開鍵または同等の公開鍵情報を公示します。トークンが消費されない限り、それは攻撃のターゲットになる可能性があります。

現在、192万枚のビットコイン（発行済み総量の9.6%）を構造的リスクカテゴリに分類しています。この部分のビットコインはさらに三つの異なる部分に分けられます：

ビットコインの構造的リスク分布

中本聡および初期ブロックトークン：永久的な構造的リスク資産に属し、資産が失われたり、保有者が沈黙した場合、安全なアドレスに移行することはほぼ不可能です。全ネットワークが合意してプロトコルレベルの修正を開始しない限り、量子リスクに永遠にさらされることになります。

Taprootアドレス：このスクリプト自体はプライバシーが強く、転送が効率的で、スマートコントラクトが柔軟であるなどの利点がありますが、設計上の欠陥ではありません。しかし、公開鍵漏洩の観点から見ると、Taprootアドレスは直接鍵を公示し、保有量子リスクがあります。

業界で提案されているBIP-360プロトコルP2MR案は、Taproot機能を保持しつつ高リスクの鍵パスを除外することで、このようなリスクを軽減できますが、既存のTaproot資産を自動的に移行することはできず、完全な抗量子の最終解決策ではありません。

簡単に言えば、192万枚の構造的リスク資産の中には、一部は資産移行が困難であり、他の部分は新しいプロトコルや新しい基準に基づいて徐々にリスクを最適化することができます。

操作行動による露出：使用習慣が引き起こすセキュリティホール

この種のアドレスは元々プライバシー保護能力を持ち、初めは公開鍵を漏らしません。ユーザーの不適切な操作により、送金過程で公開鍵が公開され、残りの保有資産はその保護を失います。

これがアドレス再利用の問題です。2PKH、P2SH、P2WPKH、P2WSHなどの出力タイプは、トークンが静止状態にあるときにハッシュ値を通じて公開鍵を隠すことができます。しかし、一度公開鍵が消費過程で漏洩すると、その公開鍵に関連する残高や将来の残高はすべてこの保護を失います。

操作行動による露出は現在のビットコインの量子リスクの主要な原因であり、総量は412万枚で、構造的リスク資産の2.1倍の規模です。これも現在のほとんどのビットコインの量子リスクが、初期のスクリプト設計の遺留問題ではなく、ユーザーの鍵管理やアドレス使用の不適切さによって引き起こされていることを証明しています。

操作的リスク資産の中で、取引所が保管しているビットコインの割合は非常に高く、合計166万枚で、すべての操作的リスクビットコイン残高の40%を占めています。データは取引所の資産リスクの差異が非常に大きいことを示しています：マークされた取引所が保有するビットコインの約半分は攻撃を受けやすいビットコインであり、取引所が保有していないビットコインの中では、この割合は30%未満です。

操作的リスクビットコイン供給量分布

主要な機関の資産露出状況には顕著な差異があります。一部の保管機関のリスクは比較的低い一方で、他の保管機関は公開鍵が知られているアドレスにより大きな割合の残高を保有しています。

小リスク：Coinbaseはわずか5%の保管資産に公開鍵漏洩が存在；各国の主権国庫（アメリカ、イギリス、エルサルバドル）の量子リスク露出割合は0%です。

中リスク：富達、CashAppは約2%、グレースケールは約50%。

高リスク：バイナンスは85%、Bitfinexは100%、Robinhood、WisdomTreeの保管資産はすべて公開鍵露出リスクがあります。

注意：このデータはチェーン上の資産保管の痕跡を示しているだけで、機関のリスク評価や支払い能力の判断基準を構成するものではありません。

長期的なトレンドを見ると、各国政府は常に99%以上の安全保有比率を維持しています。一方、取引所は資金の流動性が高く、ウォレット構造が複雑なため、安全資産の割合は2018年の55%から現在の45%に低下しています。しかし、このようなリスクは完全に改善可能であり、アドレスの再利用を避け、適時にお釣り資産を移転するなどの基本的な規範を守ることで、露出規模を迅速に低下させることができます。

実体タイプ別に分類された操作的安全ビットコイン供給量分布

まとめ

ビットコインの量子リスクは異なるカテゴリに分けることができ、それぞれのカテゴリの影響は異なります。

構造的リスク：初期の遺留トークンの移行は非常に困難であり、新版P2MRなどのプロトコルが現代のTaprootアドレスリスクを徐々に最適化できます；

操作的リスク：規模が大きく、制御可能であり、その中には取引所の膨大なストック資産があり、大規模なリスク回避移行の条件を備えています。

したがって、ビットコインの量子安全の配置は、単に基盤となるネットワークプロトコルのアップグレードに依存するだけではありません。市場には多くのストックリスク資産があり、現在の日常運営の調整だけで効果的にリスクを減少させることができます。取引所や専門の保管機関にとって、アドレスの使用を規範化し、保有資産の配置を最適化し、鍵の再利用を減少させ、資産移行計画を策定することは、遠い将来の空想ではなく、今すぐ実行可能で、実際に量子リスクを縮小するための実用的な手段です。