Eksekutif Coinbase menjelaskan risiko kuantum Bitcoin dan ancaman jangka panjang terhadap keamanan jaringan

Kekhawatiran tentang kemajuan kriptografi di masa depan sedang membentuk ulang cara analis memikirkan keamanan Bitcoin jangka panjang, dengan risiko kuantum Bitcoin kini menjadi perhatian bursa besar.

Kemajuan komputasi kuantum dan risiko utama Bitcoin

Kemajuan dalam komputasi kuantum pada akhirnya dapat menantang lebih dari sekadar keamanan kunci pribadi Bitcoin, menimbulkan pertanyaan tentang fondasi ekonomi dan keamanan jaringan. Namun, perangkat keras saat ini masih jauh dari mampu merusak pertahanan Bitcoin, sehingga ini adalah risiko jangka panjang daripada ancaman langsung.

Bahaya utama terkait dengan “Q-day” hipotetis di masa depan, ketika mesin kuantum mungkin menjalankan algoritma seperti Shor’s dan Grover’s dalam skala yang cukup besar. Pada saat itu, komponen inti dari kriptografi Bitcoin dapat dirusak. Selain itu, skenario ini akan mempengaruhi keamanan transaksi dan penambangan.

Bitcoin saat ini bergantung pada dua primitif utama: ECDSA, yang mengamankan tanda tangan transaksi dan menetapkan kepemilikan, dan SHA-256, yang mendukung penambangan proof-of-work dan melindungi integritas blockchain. Itu berarti sistem kuantum secara teoretis dapat melakukan dua kelas serangan berbeda, menargetkan tanda tangan dan hashing.

Serangan tanda tangan dan alamat Bitcoin yang terbuka

Di sisi tanda tangan, sistem yang mampu kuantum dapat melemahkan perlindungan kriptografi yang melindungi kunci pribadi, membuka pintu untuk pengeluaran tidak sah dari alamat yang rentan. Risiko ini terbagi menjadi dua dimensi: serangan jarak jauh terhadap output yang kunci publiknya sudah ada di blockchain, dan serangan jarak dekat yang mencoba memanfaatkan pengeluaran sebelum kunci muncul di mempool.

Coinbase memperkirakan sekitar 6,51 juta Bitcoin, atau sekitar 32,7% dari total pasokan pada blok 900.000, mungkin terbuka terhadap serangan kuantum jarak jauh. Angka ini menyoroti bagaimana perilaku masa lalu seperti kerentanan penggunaan ulang alamat dan jenis skrip tertentu dapat meningkatkan risiko di seluruh jaringan.

Ancaman jarak jauh terkait dengan output yang mengungkapkan kunci publik secara langsung di blockchain. Ini termasuk Pay-to-Public-Key (P2PK), multisignature mentah (P2MS), dan format Taproot (P2TR). Kepemilikan Bitcoin awal, yang sering dikaitkan dengan era Satoshi, mewakili bagian yang signifikan dari output P2PK yang lebih tua dan karenanya merupakan kelompok target potensial yang berarti.

Setiap output menjadi rentan terhadap serangan jarak dekat pada saat pengeluaran, ketika kunci publik diungkapkan sebelum konfirmasi. Meski begitu, probabilitas serangan yang berhasil dengan perangkat keras kuantum saat ini masih sangat rendah. Meski demikian, dinamika ini menegaskan mengapa industri semakin fokus pada migrasi ke tanda tangan tahan kuantum.

Dampak ekonomi dan risiko terhadap penambangan

Selain pencurian tanda tangan, kekhawatiran utama kedua melibatkan ekonomi penambangan Bitcoin dan keamanan konsensus. Perangkat yang didukung kuantum mungkin akhirnya mendapatkan keunggulan efisiensi dalam proof-of-work, mengganggu keseimbangan saat ini antara penambang. Namun, para peneliti masih melihat ini sebagai masalah sekunder dibandingkan kompromi kunci.

Secara teori, penambangan yang sangat dioptimalkan dengan kuantum dapat mengubah distribusi kekuatan hash dan memperkenalkan tekanan sentralisasi baru. Namun, batasan skala dan tahap awal perangkat keras kuantum praktis menjaga skenario ini tetap di masa depan. Untuk saat ini, migrasi tanda tangan tetap menjadi prioritas utama secara teknis dan kebijakan.

Beberapa ahli berpendapat bahwa jalur yang kredibel menuju risiko kuantum Bitcoin kemungkinan akan dimulai dengan serangan terhadap kunci publik yang terbuka daripada terhadap SHA-256 dalam penambangan. Selain itu, perubahan algoritma penambangan secara teknis lebih mudah dikordinasikan daripada pergeseran besar dalam cara pengguna mengamankan koin mereka, itulah sebabnya enkripsi dan tanda tangan menjadi pusat perdebatan saat ini.

Opsi kriptografi pasca-kuantum yang sedang ditinjau

Untuk mempersiapkan skenario ini, pengembang dan peneliti sedang mempelajari kriptografi pasca-kuantum dan teknik pertahanan lainnya. Strategi mitigasi jangka panjang utama adalah mengintegrasikan skema tanda tangan tahan kuantum langsung ke dalam protokol Bitcoin. Namun, transisi ini akan membutuhkan bertahun-tahun penelitian, pengujian, dan pembangunan konsensus.

National Institute of Standards and Technology (NIST) (NIST) Amerika Serikat telah menjalankan proses multi-tahun untuk memilih algoritma kriptografi pasca-kuantum untuk distandarisasi. Daftar pendeknya saat ini mencakup CRYSTALS-Dilithium, SPHINCS+, dan FALCON, masing-masing menawarkan kompromi berbeda dalam hal keamanan, ukuran, dan kinerja.

Kandidat NIST ini memberikan titik referensi untuk apa yang bisa menjadi tanda tangan generasi berikutnya di Bitcoin. Namun, ada hambatan praktis. Banyak skema yang aman terhadap kuantum memiliki tanda tangan yang lebih besar dan verifikasi yang lebih lambat, yang akan mempengaruhi penggunaan ruang blok, pasar biaya, dan kinerja node. Selain itu, perangkat lunak dompet dan penyedia infrastruktur harus menyesuaikan sistem mereka.

Garis waktu migrasi dan jalur peningkatan potensial

Penelitian saat ini menguraikan dua jalur migrasi luas, tergantung seberapa cepat kemajuan komputasi kuantum. Terobosan cepat akan menuntut rencana darurat yang dapat dilaksanakan dalam waktu sekitar dua tahun, dengan prioritas kecepatan dan kompatibilitas mundur. Meski begitu, skenario ini mengasumsikan koordinasi yang kuat di antara penambang, operator node, dan dompet.

Jika kemajuan tetap lambat, pendekatan yang lebih terukur dapat berlangsung selama tujuh tahun. Dalam hal ini, Bitcoin mungkin mengintegrasikan tanda tangan tahan kuantum melalui soft fork, memungkinkan pengguna untuk berpartisipasi secara bertahap. Jalur ini memberi pengembang lebih banyak ruang untuk menyempurnakan desain dan menguji skema baru dalam kondisi dunia nyata.

Proposal teknis seperti BIP-360, BIP-347, dan Hourglass sudah mengeksplorasi cara mengelola rotasi kunci, migrasi, dan peningkatan skrip secara sadar kuantum. Selain itu, upaya ini bertujuan meminimalkan gangguan sambil memastikan output yang rentan dipindahkan ke encoding yang lebih aman sebelum serangan kuantum yang kredibel terjadi.

Praktik terbaik operasional untuk pemilik Bitcoin

Sampai perubahan protokol tiba, praktik terbaik sudah dapat mengurangi eksposur. Menghindari penggunaan ulang alamat, secara rutin memindahkan UTXO yang rentan ke tujuan baru, dan membatasi saldo per alamat semuanya membantu mengurangi risiko konsentrasi. Namun, kebiasaan ini harus diadopsi secara luas agar risiko sistemik dapat berkurang secara berarti.

Lembaga dan penyedia layanan juga didorong untuk mengembangkan materi yang berorientasi klien yang menstandarkan operasi sadar kuantum. Panduan yang jelas tentang cara mengelola output lama, jenis skrip, dan penjadwalan migrasi dapat membantu pengguna mempersiapkan diri jauh sebelum keadaan darurat terjadi. Selain itu, fakta bahwa banyak skrip rentan tidak banyak digunakan dalam lingkungan produksi modern dianggap sebagai keuntungan kecil.

Meskipun langkah-langkah ini tidak dapat menghilangkan ancaman yang berakar pada matematika dasar, mereka dapat membeli waktu. Mereka juga membantu memastikan bahwa jika migrasi ke skema tahan kuantum menjadi mendesak, lebih sedikit koin yang terkunci dalam skrip warisan yang sulit dipindahkan atau dikordinasikan.

Sentimen industri dan pandangan masa depan

Di seluruh industri, komputasi kuantum umumnya tidak dianggap sebagai ancaman segera terhadap keamanan Bitcoin. Sebagian besar ahli melihat perangkat saat ini terlalu lemah untuk mengancam ECDSA atau SHA-256 secara skala besar. Namun, pendapat berbeda tentang seberapa cepat lanskap ini bisa berubah.

Beberapa peneliti dan tim proyek telah memperingatkan bahwa kompromi praktis bisa terjadi dalam beberapa tahun di bawah asumsi yang menguntungkan untuk kemajuan perangkat keras. Berbagai inisiatif bahkan telah menyarankan tanggal-tanggal tertentu ketika risiko kunci pribadi bitcoin mungkin menjadi material. Selain itu, investasi berkelanjutan dalam penelitian kuantum menjaga topik ini tetap tinggi dalam agenda pengembang yang peduli keamanan.

Untuk saat ini, pertahanan Bitcoin tetap kokoh, tetapi perencanaan untuk dunia pasca-kuantum sedang berlangsung di badan standar, penelitian protokol, dan rekayasa dompet. Kombinasi strategi migrasi proaktif, praktik pengguna yang lebih baik, dan inovasi berkelanjutan dalam kriptografi tahan kuantum kemungkinan akan menentukan seberapa tangguh jaringan dalam menghadapi terobosan masa depan.

Singkatnya, kemajuan kuantum menimbulkan tantangan jangka panjang terhadap tanda tangan dan penambangan Bitcoin, tetapi persiapan yang terukur, penelitian protokol, dan peningkatan operasional yang lebih baik memberi ekosistem jalur yang jelas untuk beradaptasi seiring waktu.