量子脅威理論が再浮上：暗号通貨の基盤は揺らぐのか？

元記事のタイトル：「量子脅威の再燃、暗号通貨の基盤は揺らぐのか？」

オリジナル記事の著者：アズマ、Odaily Planet Daily

最近、量子コンピューティングが仮想通貨に及ぼす脅威が、再びネット上で話題になっています。この新たな関心の背景には、量子コンピューティングと仮想通貨業界の主要人物たちが、量子コンピューティングの発展とその潜在能力について新たな予測を発表したことがあります。

まず、11月13日、量子コンピューティングの第一人者であり、テキサス大学量子情報センター所長のスコット・アーロンソン氏が、ある記事でこう述べています。 「私は今、次の米国大統領選挙の前に、ショアアルゴリズムを実行できるフォールトトレラントな量子コンピュータが登場する可能性があると信じている...」

続いて11月19日には、イーサリアムの共同創設者であるヴィタリック・ブテリン氏もブエノスアイレスで開催されたDevconnectカンファレンスで講演し、楕円曲線暗号（ECC）は2028年の米国大統領選挙までに量子コンピューティングによって破られる可能性があると述べ、イーサリアムを4年以内に量子耐性アルゴリズムにアップグレードするよう促した。

スコットとヴィタリックの予測を解釈する前に、「量子脅威」とは何かを簡単に説明する必要があります。

簡単に言えば、暗号通貨に対する量子脅威とは、将来、十分に強力な量子コンピュータが、現在の暗号通貨のセキュリティを保護する暗号基盤を破り、そのセキュリティ モデルを潜在的に損なう可能性があることを指します。

現在、ほぼすべての暗号通貨（ビットコインやイーサリアムなど）のセキュリティは、「非対称暗号化」と呼ばれる技術に依存しており、最も重要な2つの部分は「秘密鍵」と「公開鍵」です。

• 秘密鍵: ユーザーによって秘密に保持され、トランザクションに署名し、資産の所有権を証明するために使用されます。

• 公開鍵: 秘密鍵から生成され、公開することができ、ウォレット アドレスまたはアドレスの一部として使用されます。

暗号通貨のセキュリティの根幹は、公開鍵から秘密鍵を導出することが現時点では計算的に不可能であるという事実にあります。しかし、量子力学の原理を活用する量子コンピューティングは、特定のアルゴリズム（前述のショアのアルゴリズムなど）を実行することで、特定の数学的問題を解くプロセスを大幅に高速化できます。これはまさに、非対称暗号の弱点です。

ショアのアルゴリズムとは何か、さらに詳しく説明しましょう。ここでは数学的な詳細には触れませんが、ショアのアルゴリズムの本質は、古典コンピュータでは「ほぼ解けない」数学的問題を、量子コンピュータでは「比較的解ける」周期探索問題に変換できることです。これは、既存の暗号通貨の「秘密鍵-公開鍵」暗号システムを脅かす可能性があります。

もっと分かりやすい例を挙げると、イチゴの入ったバスケット（秘密鍵に相当）をジャム（公開鍵に相当）に変えることは簡単ですが、ジャムをイチゴに戻すことは当然できません。しかし、突然、チートコード（量子コンピューティングに相当）が登場し、これを迅速に実現できる可能性があります（ショアのアルゴリズムに相当）。

ということは、暗号通貨は終わりを迎えるということでしょうか?

慌てる必要はありません。量子コンピュータの脅威は客観的に見て現実のものですが、問題はそれほど切迫したものではありません。この発言の理由は主に2点あります。1つ目は、真の脅威が出現するまでにはまだ時間があること、2つ目は、暗号通貨はアップグレードによって耐量子アルゴリズムを実装できることです。

まず、1点目に関して言えば、スコット氏の予測が2028年の選挙前に実現したとしても、仮想通貨のセキュリティが本当に危険にさらされるということではありません。ヴィタリック氏の発言は、ビットコインやイーサリアムの基盤が揺らぐことを示唆しているのではなく、長期的な理論的なリスクを指摘しているに過ぎません。

Dragonfly Capitalのパートナーであるハシーブ氏は、量子コンピューティングの新たなタイムラインについて慌てる必要はないと説明した。ショアのアルゴリズムを実行しても、実際の256ビット楕円曲線鍵（ECC鍵）を解読できるわけではないからだ。ショアのアルゴリズムを使って1つの数字を解読することは可能であり、それ自体が十分に印象的だが、数百桁の数字を解読するには、はるかに大規模な計算規模とエンジニアリング能力が必要となる。これは真剣に検討すべきことだが、決して差し迫ったものではない。

暗号通貨セキュリティ専門家のMASTRは、より明確な数学的解答を示しました。ビットコインやイーサリアムなどの暗号通貨で現在使用されている楕円曲線署名（ECDSA）を解読するには、約2300個の論理量子ビット、10¹²から10¹³回の量子演算、そしてエラー訂正機能を含めると数百万から数十億個の物理量子ビットが必要になります。しかし、現在の量子コンピュータは、高いエラー率と短いコヒーレンス時間を持つノイズ量子ビットを100から400個しか備えていません。つまり、前者を解読するために必要な要件とECDSAの要件の間には、依然として少なくとも4桁の差があります。

2点目については、業界の暗号学者も量子コンピューティング攻撃に抵抗できる新しい耐量子暗号（PQC）アルゴリズムを開発しており、主流のブロックチェーンはすでにこれに備えています。

ヴィタリック氏は昨年3月という早い時期に、「明日量子攻撃が来たら、イーサリアムはどう解決するのか？」と題した記事を執筆している。記事の中で同氏はウィンターニッツ署名、STARKの量子脅威に対する耐性について言及し、緊急事態の際にイーサリアムが緊急にアップグレードする方法まで構想していた。

イーサリアムと比較すると、ビットコインはアップグレードの実装において柔軟性に欠けるかもしれませんが、コミュニティでは長年にわたり、Dilithium、Falcon、SPHINCS+といった様々なアルゴリズムアップグレードソリューションが提案されてきました。最近、関連する議論が活発化しており、ビットコインのOG（オーガニゼーション・リーダー）であるアダム・バック氏も、量子コンピューティングの脅威が顕在化するずっと前に、耐量子暗号規格を実装できると述べています。

要約すると、量子脅威は、理論上は既存のブロックチェーン暗号ロックをすべて解除できる、遠く離れた「マスターキー」のようなものだ。しかし、これらのロックの作成者は、このマスターキーでは開けられない新しいロックを長年研究しており、マスターキーが作成される前にすべてのドアを新しいロックに置き換える準備をしている。

これが量子脅威に関する現在の客観的な現実です。その進展を無視することはできませんが、だからといって盲目的にパニックに陥る必要はありません。

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