量子コンピューティングの脅威:ビットコインは巨額の資金リスクに直面している

ラスベガスで開催されたビットコイン2025年会議で、暗号通貨の専門家たちは量子コンピューティングの急速な発展について懸念を示しました。強力な量子コンピュータが数年以内にビットコインのプライベートキーを破る可能性があるとの警告があり、数百億ドルの価値を持つビットコインが危険にさらされ、さらには市場全体に影響を及ぼす清算事件を引き起こす可能性もあるとされています。

グーグルの量子人工知能チームの最新の研究は、この懸念を悪化させ、現在広く使用されているRSA暗号アルゴリズムを破るために必要な量子リソースが、以前の推定よりも20倍減少したことを指摘しています。ビットコインはRSAではなく楕円曲線デジタル署名アルゴリズム(ECDSA)を使用していますが、両者は数学的基盤において量子アルゴリズムの潜在的な脅威に直面しています。専門家は、ビットコインコミュニティが量子の脅威が本当に生存危機に進化する前にコンセンサスを達成し、緩和策を見つける必要があると呼びかけています。

量子コンピューティングがビットコインに与える脅威を理解するためには、まずビットコインの安全性の基盤であるECDSAを検討する必要があります。簡単に言えば、ビットコインウォレットを作成する際には、秘密鍵(が絶対に秘密である必要があり、公開鍵)は公開することができます(。公開鍵は一連のハッシュ運算を経てビットコインアドレスが生成されます。取引の際には、秘密鍵を使って取引をデジタル署名し、ネットワーク内の他の人々は公開鍵を用いてこの署名があなたのものであり、取引情報が改ざんされていないことを確認できます。従来のコンピュータにとっては、公開鍵から秘密鍵を逆算することは数学的に不可能と考えられており、これがビットコインの安全性の根幹です。

しかし、量子コンピュータの出現、特にショアのアルゴリズムの提案は、この状況を根本的に変えました。ショアのアルゴリズムは、大きな数の素因数分解と離散対数問題を効率的に解決できるものであり、これはRSAやECDSAなどの公開鍵暗号システムの安全性の数学的基礎です。十分に強力な量子コンピュータが構築され、安定して稼働することができれば、理論的にはショアのアルゴリズムを利用して、既知の公開鍵から対応する秘密鍵を迅速に計算できるのです。

最初に危険にさらされるのは、公開鍵を直接晒したアドレスです。最も典型的なのは、ビットコインの初期に使用されていた P2PK アドレスで、そのアドレス自体や関連取引で公開鍵が直接公開されました。推定では、今でも数百万ビットコインがこの種のアドレスに眠っており、中本聰に属するとされる初期の「創世」ビットコインも少なくありません。さらに一般的な P2PKH アドレスは、アドレス自体が公開鍵のハッシュ値であり、比較的安全ですが、一度そのアドレスで支出取引が行われると、その公開鍵は取引データ内で公開されます。これらのアドレスが再利用されると、その公開鍵は継続的に晒され、同様のリスクに直面することになります。分析によれば、アドレスの再利用などの理由で公開鍵が晒されるビットコインは数百万枚に達する可能性があります。新しい Taproot アドレスも、Schnorr 署名などの技術的最適化を導入していますが、特定の状況では公開鍵やその変種が推測される可能性があり、量子の脅威から完全に免れることはできません。

総合的に見ると、さまざまな攻撃を受けやすいアドレスに沈殿しているビットコインの総量は、ビットコインの総供給量の一定の割合を占める可能性があります。以前の推定によると、約400万から600万枚のビットコインが高リスクにさらされています。現在のビットコイン価格で大まかに計算すると、この部分の資金の価値は数千億ドルに達する可能性があります。

より不安にさせるのは、いわゆる「ショートレンジ攻撃」です。ビットコイン取引を開始する際に、公開鍵は取引情報と共にネットワークにブロードキャストされ、マイナーがパッケージ化して確認するのを待ちます。このプロセスには通常、10分から60分かかります。もし量子コンピューティングがこの短い時間の間にブロードキャストされた公開鍵から秘密鍵を解読することができれば、新しい取引を構築し、高い手数料でビットコインを優先的に移動させることができます。このような攻撃が現実のものとなれば、ほぼすべての種類のビットコイン取引が即座の脅威にさらされることになります。

! [量子鍵危機:ビットコインは420億ドルの「大清算」カウントダウンに直面しています])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-539eaaf5e52637a85bd9e849dba0eeb4.webp(

量子ハードウェアの分野では、いくつかの大手企業が追い上げています。IBMの量子ロードマップは野心的で、そのプロセッサは実験的に1121の物理量子ビットに達しています。より重要なことは、IBMが量子ビットの品質とエラー訂正能力の向上に注力しており、2025年には1386の物理量子ビットを持つシステムを発表する予定です。さらに長期的な目標は、2029年に200の高品質ロジカル量子ビットを持つシステムを実現することで、その際には最大1億回の量子ゲート操作を実行できると予想されています。

グーグルは継続的に力を入れており、その新しいチップは2025年初頭に登場し、チームによって「スケーラブルなロジック量子ビットの説得力のあるプロトタイプ」と説明され、量子誤り訂正において進展を遂げました。これは、フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための重要なステップです。

そして、Quantinuum社は2025年にその量子コンピューティングシステムがその年の後半に商業利用可能になることを発表し、"少なくとも50の高忠実度ロジック量子ビット"をサポートできるとしています。この声明が完全に実現すれば、量子コンピューティングが実験研究から実際の計算能力を持つ重要なマイルストーンに向かうことになります。

それにもかかわらず、ビットコインを脅かす耐障害量子コンピュータの登場に関する専門家の予測にはまだ意見の相違があります。一部は今後3〜5年以内に登場する可能性があると見積もっていますが、他の専門家は少なくとも10年またはそれ以上の時間が必要だと考えています。重要なのは、量子の脅威は「オン/オフ」の突然変異ではなく、徐々に確率が増加するプロセスであるということです。ハードウェアの進歩やアルゴリズムの最適化のたびに、静かにカウントダウンが短縮されています。

明らかに増大する量子の脅威に直面して、ビットコインコミュニティは無策ではありません。暗号学界はすでに「ポスト量子暗号」)PQC(の研究を始めており、これは既知の量子アルゴリズム攻撃に対抗できると考えられている新しい暗号アルゴリズムです。アメリカ国立標準技術研究所)NIST(は、多年にわたる選考の結果、最初の標準化されたPQCアルゴリズムを発表しました。これには、鍵封入用のCRYSTALS-Kyberと、デジタル署名用のCRYSTALS-Dilithium、FALCON、SPHINCS+が含まれています。

ビットコインに関して、ハッシュベースの署名方式)HBS(、例えばSPHINCS+は、その安全性がまだ大規模に検証されていない数学的問題に依存せず、十分に研究されたハッシュ関数の衝突耐性に基づいているため、有力な競争相手と見なされています。SPHINCS+は無状態であり、これはブロックチェーンの分散特性にとって特に重要です。しかし、ハッシュベースの署名は通常、署名のサイズが大きい、鍵生成や検証に長い時間がかかるといった課題に直面しており、これらはビットコインの取引効率やブロックチェーンのストレージに圧力をかける可能性があります。ビットコインのコア特性を犠牲にすることなく、これらのPQCアルゴリズムを統合する方法は、大きな技術的課題です。

より大きな課題は、ビットコインを既存のECDSAから新しいPQC標準に移行する方法です。これは単なるコードレベルの修正にとどまらず、ビットコインプロトコルの根本的なアップグレードや、世界中の数百万のユーザー、数千億ドルの資産の円滑な移行に関わっています。

まず、アップグレード方法の選択です: ソフトフォークかハードフォークか？ソフトフォークは旧ノードと互換性があり、通常はリスクが低いと見なされますが、量子コンピューティング機能を実現する自由度が制限される可能性があります。ハードフォークは旧ルールと互換性がなく、すべての参加者がアップグレードする必要があります。さもなければ、ブロックチェーンが分裂し、これはビットコインの歴史においてしばしば大きな論争とコミュニティの分裂リスクを伴います。

次に、移行メカニズムです。ユーザーが旧アドレス)ECDSA(に保存されているビットコインを新しい量子抵抗)QR(アドレスに安全に移転させるにはどうすればよいでしょうか？このプロセスは、安全かつ便利に設計される必要があり、移行ウィンドウ期間中に新たな攻撃ベクトルが発生するのを防がなければなりません。

ビットコイン思想のリーダーたちはこの問題について深い見解を示しています。ある人々は、量子コンピューティングの力を持つ者が"復元")を行うことは、(の未使用のPQC保護されていないビットコインを盗むことと同じであり、少数の技術的寡頭者に対する富の再分配であると考えています。これはビットコインの公平性と信頼性に深刻な損害を与えるでしょう。さらに、ある人はかなり物議を醸す仮説を提起しました: "最終移行期限"を設定し、その後QRアドレスに移行されていないビットコインは、プロトコルによって"消失した"または永久に使用できないと見なされる可能性があります。これは困難なバランスであり、一部のユーザーに資産の損失をもたらし、さらにはハードフォークを引き起こす可能性がありますが、ビットコインネットワークの長期的な完全性と核心的価値提案を保護するために考慮すべき"苦い薬"と見なされています。

別の開発者は具体的なハードフォーク提案を提示し、強制的な移行期間を設定することを主張し、期限を過ぎても移行しなかったビットコインは「燃焼」と見なされ、これによって全体のエコシステムが迅速に量子安全状態に移行することを「強制」することを目指しています。このような過激な提案は、量子の脅威に対処する方法におけるコミュニティ内の潜在的な対立を浮き彫りにし、分散型ガバナンスモデルの下で合意に達することの困難さを示しています。

PQCアドレスにアップグレードすることに加えて、"アドレスの再利用をしない"というベストプラクティスを引き続き提唱し強化することも、ある程度リスクを低減することができますが、結局のところこれは一時的な対策に過ぎず、量子アルゴリズムがECDSAそのものに与える脅威を根絶することはできません。

このような重大なシステムリスクに直面して、ビットコインエコシステムの準備状況はどうなっているのか？新興のパブリックチェーンプロジェクトの中には、設計当初からPQC機能を内蔵しているものや、PQC統合ソリューションを積極的に探求しているものもある。それらは、後量子暗号の波の中で先行しようとする軽舟のようだ。

しかし、ビットコインはその巨大な時価総額、広範なユーザーベース、そして根深い分散型および検閲耐性の理念により、いかなるコアプロトコルの変更も非常に困難で遅いものとなっています。開発者コミュニティは量子の脅威についての認識を深めつつあり、関連する議論も行われていますが、明確で広く合意されたアップグレードロードマップを形成するには、まだ長い道のりがあるようです。現在、主流のビットコイン取引所、ウォレットサービスプロバイダー、大規模マイニングプールからのPQC移行計画に関する明確な公開情報は不足しており、これはビットコインのPQC転換がより理論的な研究と初期の検討段階にあることを反映しています。

この状態は、ビットコインを「大きすぎて倒産できないが、遅すぎて進化が難しい」というジレンマに陥れています。その強力なネットワーク効果とブランド認知はその城壁ですが、急速に進化する技術革新の前では、この安定性が時には怠惰に変わることもあります。

もしビットコインが量子コンピューティングが実際の攻撃能力を持つ前にPQC移行を完了できなかった場合、何が起こるのでしょうか？これは単に一部のユーザーがビットコインを失うということではありません。

大規模な量子攻撃が発生すると、まず市場の「清算イベント」を引き起こす可能性があります。信頼が揺らぐと、パニック的な売却がビットコインの価格を壊滅的な崩壊に導く可能性があります。この衝撃波はビットコイン自体に限らず、暗号通貨市場全体に広がる可能性が高く、さらには暗号分野に多くのリスクエクスポージャーを持つ伝統的な金融機関にも波及効果を及ぼすかもしれません。

より深い影響は信頼の崩壊にあります。ビットコインが「デジタルゴールド」と称される理由は、主にその「揺るぎない」暗号の安全性に起因しています。この基盤が量子コンピューティングによって容易に破られるなら、そこに築かれたすべての価値の物語やアプリケーションシーンは厳しい試練に直面するでしょう。公衆のデジタル資産に対する全体的な信頼度は氷点まで低下する可能性があります。

他の既知のビットコインのセキュリティリスクと比較して、量子の脅威の独自性はその破壊的な性質にあります。51% 攻撃は二重支払いまたは取引の審査を引き起こすことができますが、私の鍵を直接盗むことは難しいです; ソフトウェアの脆弱性は修正可能です; 規制の圧力は主にコンプライアンスと適用の境界に影響を与えます。しかし、量子攻撃が実現すると、既存の暗号システムへの「次元の引き下げ攻撃」となり、資産の最終的な所有権に直接的な脅威をもたらします。

暗号学の歴史を振り返ると、DESからAESへのアップグレード、さらにSHA-1ハッシュアルゴリズムの段階的な廃止まで、毎回重要な暗号技術の進化がありました。