Bản nháp chữ ký kháng lượng tử cho Bitcoin: Trezor xem xét phương án không lưu trạng thái

Bản nháp chữ ký kháng lượng tử SHRINCS dành cho giao dịch Bitcoin (BTC) được thiết kế để ghi lại vị trí chữ ký mà ví đã dùng, đổi lại dữ liệu chữ ký nhỏ hơn. Các nhà sản xuất ví vẫn phải giải quyết cách ký an toàn sau khi khôi phục ví bằng seed và cách ngăn nhiều thiết bị dùng lại cùng một trạng thái.

Tomáš Sušánka, CTO của Trezor, nói: “Việc theo dõi trạng thái không nên là việc của người dùng”. Decrypt đưa tin ngày 12 (giờ địa phương) về cuộc phỏng vấn với ông Sušánka.

Chữ ký nhỏ đòi hỏi ví lưu trạng thái

Bản nháp SHRINCS kết hợp chữ ký hàm băm có trạng thái và không trạng thái. Loại có trạng thái ghi nhớ vị trí chữ ký mà ví đã dùng, với kích thước chữ ký từ 548 đến 4619 byte. Loại không trạng thái có thể ký mà không cần lưu bản ghi, nhưng chữ ký có kích thước 5777 byte. TokenPost từng đưa tin về kích thước chữ ký và cấu trúc khôi phục trạng thái của bản nháp SHRINCS.

Bản nháp cảnh báo rằng nếu ví có trạng thái dùng lại cùng một bộ đếm cho các giao dịch khác nhau, bên thứ ba nhìn thấy cả hai chữ ký có thể làm giả chữ ký mới. Bộ đếm là bản ghi giúp tránh dùng lại vị trí chữ ký đã sử dụng.

Vì vậy, đề xuất yêu cầu không khôi phục bộ đếm từ bản sao lưu hoặc chuyển bộ đếm sang phần mềm khác, đồng thời ngăn việc ký đồng thời. Nếu không thể tin cậy bộ đếm sau khi khôi phục, ví phải ngừng dùng chữ ký có trạng thái và chỉ dùng phương thức không trạng thái.

Việc chia sẻ trạng thái khi nhập cùng một seed khôi phục vào nhiều thiết bị cũng là một thách thức. Nếu bản ghi chữ ký trên mỗi thiết bị không đồng nhất, có nguy cơ dùng lại cùng một vị trí. Do đó, quy trình khôi phục và đồng bộ giữa các thiết bị cần được thiết kế song song.

Ông Sušánka cho biết Trezor đang cân nhắc đặt chữ ký không trạng thái, vốn không cần theo dõi trạng thái, làm tùy chọn mặc định; chữ ký có trạng thái với kích thước nhỏ hơn sẽ nằm trong phần cài đặt nâng cao. Cách tiếp cận này nhằm tránh giao việc quản lý bản ghi trạng thái cho người dùng.

Ngày 1 tháng 9, Antoine Riard nhận định trên danh sách thư của các nhà phát triển Bitcoin rằng chữ ký không trạng thái có thể cần thiết để tránh đồng bộ trạng thái khi nhân bản giao dịch ngoài chuỗi, chẳng hạn giao dịch Lightning, ở nhiều nơi. Ông đặt câu hỏi về cách đánh giá gánh nặng vận hành của chữ ký 5777 byte.

Người viết đề xuất trả lời rằng không thể tính ngay mức tăng phí giao dịch thực tế chỉ từ kích thước chữ ký. Kích thước dữ liệu chữ ký và mức thay đổi phí cuối cùng không thể được xem là cùng một con số.

Bản nháp thuật toán và bảo mật thiết bị là hai việc riêng

Năm 2024, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (National Institute of Standards and Technology, NIST) chuẩn hóa thuật toán chữ ký hàm băm không trạng thái SLH-DSA thành tiêu chuẩn FIPS 205. Thành phần không trạng thái của SHRINCS cũng sử dụng SLH-DSA, nhưng các tham số được chỉ định khác với những tham số trong tiêu chuẩn.

Tài liệu SHRINCS vẫn là bản nháp và chưa được cấp số BIP. Chứng minh bảo mật, bộ vector kiểm thử toàn diện và bản triển khai tối ưu vẫn chưa hoàn tất; tài liệu cảnh báo không sử dụng bản triển khai mẫu trong vận hành thực tế.

Trezor cho biết trong phần giải thích của mình rằng Safe 7 dùng SLH-DSA-128 trong quá trình khởi động để xác minh bộ nạp khởi động. Thiết bị dùng ML-DSA-44 cho chứng chỉ thiết bị; tính năng này sẽ bổ sung một lớp bảo mật khi được tích hợp đầy đủ vào firmware và Trezor Suite.

Các biện pháp bảo mật thiết bị này liên quan đến quá trình khởi động và xác minh tính xác thực của thiết bị. Việc áp dụng thuật toán kháng lượng tử trên thiết bị không tự động khiến chữ ký giao dịch được mạng Bitcoin xác minh cũng có khả năng kháng lượng tử.

Để thay đổi chữ ký giao dịch Bitcoin, mạng lưới cần thông qua quy tắc chữ ký mới, riêng với việc triển khai trên ví. TokenPost từng đưa tin về bối cảnh bảy quốc gia lớn kêu gọi chính phủ và doanh nghiệp chuyển đổi sang mật mã hậu lượng tử. Bản nháp SHRINCS không đề cập đến quy tắc đồng thuận áp dụng cho mạng Bitcoin hay lịch trình triển khai.