量子コンピューティングがビットコインに与える影響：短期内は過度に心配する必要はない

最近、Googleが発表したWillow量子コンピュータは、量子コンピューティングがビットコインに対して脅威をもたらす可能性についての議論を再び引き起こしました。Willowは確かに量子コンピューティングの分野で一定の進展を遂げましたが、現時点ではビットコインユーザーが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、ハッシュベースのマイニングと楕円曲線ベースの取引署名という2つのコア部分に簡略化できます。この2つの部分は理論的には量子コンピューティングのグローバーアルゴリズムとショアアルゴリズムの影響を受ける可能性があります。しかし、ウィロウの計算能力は現在、この2つの部分に対して実質的な脅威をもたらす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。しかし、異なるプロセスによっては、1つの論理量子ビットをエンコードするために数千の物理量子ビットが必要になることがあります。これは、ビットコインに対して有効な攻撃を行うには数百万の物理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の物理量子ビットしか持っておらず、ビットコインを攻撃するために必要な規模とは大きく異なります。

たとえ将来、量子コンピューティングの能力がビットコインに影響を与えるレベルに達したとしても、それがマイニングに与える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、ハッシュの基本原理を解明するわけではなく、マイニング要件を満たすハッシュ値を見つけるためには依然として大量の計算が必要です。これはむしろ新しいタイプの効率的なマイニング設備を導入したようなものです。

アドレス署名について、特定のタイプのアドレスは追加の注意が必要です。特に最初のP2PKや最新のP2TRといった公開鍵に基づくアドレスです。一方で、P2PKH、P2SH、P2WPKH、P2WSHなどのハッシュに基づくアドレス形式は比較的安全です。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露出を引き起こす可能性があり、リスクを増加させることに注意が必要です。

ビットコインの開発者たちは、これに対して無力ではありません。将来的には、ハッシュに基づくLamport署名などの新しい技術が導入される可能性があります。コミュニティ内では、Lamport署名を状態管理などに適用することを含む多くの議論が行われています。さらに、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、ユーザーの良好な使用習慣も量子コンピューティングによってもたらされる潜在的な脅威を効果的に防ぐことができます。例えば、取引のたび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。また、量子コンピューティングが実質的な脅威をもたらす前に、資産を比較的安全な隔離証明アドレスに移転することも予防策の一つです。

他のブロックチェーンネットワーク、例えばイーサリアムも、ポスト量子暗号の応用について積極的に検討しており、これらの設計はハードフォークの方式で導入される可能性があります。

注目すべきは、量子コンピューティングの発展が暗号通貨だけでなく、従来の金融システム、国防システム、機密通信などの複数の重要な分野にも深遠な影響を与えるということです。

以上のように、短期的には量子コンピューティングがビットコインなどのネットワークに対する脅威は過度に懸念するほどではありません。しかし、良い使用習慣を育成し、量子コンピューティングの進展に継続して注目することは依然として非常に重要です。