Chữ ký kháng lượng tử Bitcoin(BTC): nhỏ nhất 548 byte, mất trạng thái thì lên 5.777 byte

SHRINCS, bản thảo chữ ký kháng lượng tử dựa trên hàm băm dành cho Bitcoin(BTC), dùng chữ ký nhỏ nhất 548 byte nếu còn giữ được bản ghi trạng thái, và 5.777 byte nếu không thể khôi phục bản ghi này. Hai mức chênh nhau khoảng 10,5 lần. Tuy vậy, chỉ dựa vào phép so sánh này thì chưa thể kết luận gánh nặng xử lý của các nút Bitcoin hay phí giao dịch thực tế tăng gấp 10 lần.

Đặc tả SHRINCS mô tả đây là bản thảo chữ ký dựa trên hàm băm, dùng để xác nhận giao dịch Bitcoin. Nhánh 'dựa trên trạng thái' ghi lại các khóa dùng một lần đã sử dụng sau mỗi lần ký, nên chữ ký khá gọn. Khi trạng thái bị mất hoặc hỏng, hệ thống chuyển sang chữ ký lớn hơn, không cần bản ghi. Đặc tả nêu khóa công khai dài 48 byte, chữ ký dựa trên trạng thái từ 548 đến 4.619 byte, còn chữ ký không cần trạng thái là 5.777 byte.

Bản ghi trạng thái giúp ngăn việc dùng lại khóa một lần. Nếu cùng một khóa một lần được dùng để ký hai thông điệp khác nhau, kẻ xấu có thể giả mạo chữ ký. CryptoSlate cho biết RFC 10033 đã tổng hợp các biện pháp giảm rủi ro này, trong đó có việc chia nhỏ không gian chữ ký (sectorization). Vì vậy, mỗi lần tạo chữ ký đều phải cập nhật bản ghi sử dụng. Khi nhiều bên ký cùng chia sẻ một khóa, họ còn phải phối hợp để không dùng lại khóa.

Bản thảo được thiết kế để từ bỏ nhánh dựa trên trạng thái và chuyển sang chữ ký dự phòng lớn khi không thể xác minh an toàn bản ghi. Lý do là dù khôi phục khóa từ bản sao lưu, vẫn không đảm bảo khôi phục được cả các bản ghi chữ ký phát sinh sau thời điểm sao lưu. Muốn dùng chữ ký nhỏ, người dùng phải quản lý cả quy trình sao lưu và khôi phục bộ đếm lẫn bản ghi, chứ không chỉ riêng khóa.

Shashank Agrawal của Coinbase(COIN) cho biết trên blog công ty hôm 13 rằng việc chọn chữ ký kháng lượng tử cần cân nhắc đồng thời nhu cầu của ví thông thường, đơn vị lưu ký tổ chức và các nút đầy đủ tự xác minh độc lập. Ông viết rằng phương pháp dựa trên trạng thái có thể nhỏ và nhanh hơn, nhưng lỗi quản lý trạng thái có thể dẫn đến giả mạo chữ ký, nên cần có cả lựa chọn không cần trạng thái. CryptoSlate cho biết thêm, trong bối cảnh mảng lưu ký, Coinbase nắm giữ khoảng 12% lượng Bitcoin đang lưu hành.

Kích thước chữ ký và phí giao dịch không phải là một. CryptoSlate đưa ra ví dụ tính toán với giả định dữ liệu ngoài chữ ký là 400 đơn vị trọng số và mức phí 10 satoshi mỗi byte. Trong điều kiện đó, chữ ký 548 byte tương ứng 2.370 satoshi, chữ ký 4.619 byte là 12.550 satoshi và chữ ký 5.777 byte là 15.450 satoshi. Phí thực tế và tải của nút còn phụ thuộc vào toàn bộ dữ liệu giao dịch cùng cách Bitcoin tính trọng số.

Đặc tả SHRINCS hiện vẫn là bản thảo, và phần chứng minh bảo mật cũng được đánh dấu là chưa hoàn thiện. RFC 10033 là hướng dẫn mang tính thông tin về quản lý trạng thái và sao lưu, không phải tiêu chuẩn chốt việc áp dụng cho Bitcoin. Thách thức còn lại là phải giữ và khôi phục bản ghi trạng thái một cách an toàn nếu muốn dùng chữ ký nhỏ.