Pakar dari StarkWare, Avihu Mordechai Levy, mengajukan sebuah proposal yang menarik perhatian tentang cara membuat transaksi Bitcoin lebih aman dari ancaman komputer kuantum tanpa perlu mengubah protokol jaringan. Dalam makalah terbarunya, Levy menjelaskan skema transaksi yang disebut ‘Quantum-Safe Bitcoin’ yang dirancang untuk tetap aman meskipun teknologi komputasi kuantum mampu meretas kriptografi eliptik yang saat ini digunakan.
Inovasi dalam Kriptografi Bitcoin
Menurut Levy, metode ini dapat beroperasi dalam batasan skrip yang ada di Bitcoin dan tidak memerlukan soft fork atau peningkatan jaringan lainnya. “Kami memperkenalkan QSB, skema transaksi Bitcoin yang tahan kuantum yang tidak memerlukan perubahan pada protokol Bitcoin dan tetap aman meskipun dihadapkan pada algoritma Shor,” tulisnya.
Dalam proposal ini, Levy menggantikan tanda tangan eliptik dengan kriptografi berbasis hash dan tanda tangan Lamport, yang dikenal sebagai skema tanda tangan awal yang dianggap tahan terhadap serangan kuantum. “Karena tanda tangan Lamport aman pasca-kuantum dan mereka menandatangani pengidentifikasi transaksi yang kuat secara kriptografi, tidak mungkin untuk memodifikasi transaksi tanpa menghasilkan tanda tangan Lamport baru—yang tidak dapat dipalsukan oleh penyerang, bahkan dengan kemampuan komputasi kuantum,” jelas Levy.
Puzzle Kriptografi untuk Transaksi
Di jantung desain ini terdapat sebuah teka-teki kriptografi yang harus dipecahkan sebelum transaksi disiarkan. Makalah tersebut memperkirakan bahwa menemukan solusi yang valid akan memerlukan sekitar 70 triliun percobaan. Berbeda dengan penambangan Bitcoin, perhitungan ini dilakukan sebelum transaksi mencapai jaringan. Pengguna melakukan pekerjaan ini di luar jaringan (off-chain) dan mengajukan transaksi yang sudah mencakup bukti bahwa teka-teki tersebut telah dipecahkan.
Levy memperkirakan bahwa teka-teki tersebut bisa diselesaikan dengan perangkat keras komoditas seperti GPU dengan biaya beberapa ratus dolar per transaksi. Skema ini dirancang untuk beroperasi dalam batasan skrip Bitcoin yang memiliki 201 opcode dan 10.000 byte. Batasan ini sangat ketat karena setiap opcode dihitung dalam total, bahkan jika muncul di cabang skrip yang tidak digunakan.
Risiko dan Keterbatasan
Untuk memenuhi batasan tersebut, sistem ini menggabungkan tanda tangan Lamport dengan teka-teki berbasis hash dalam struktur transaksi bertingkat. Ini juga memperkenalkan “penempatan transaksi”, yang mengharuskan siapa pun yang mencoba memodifikasi transaksi untuk memecahkan teka-teki tersebut lagi. Levy menggambarkan sistem ini sebagai langkah “terakhir” dan bukan solusi yang dapat diskalakan. Biaya komputasi off-chain dan ukuran transaksi on-chain tidak akan memenuhi throughput target Bitcoin atau kebutuhan sebagian besar pengguna.
Pembuatan transaksi juga lebih kompleks dibandingkan dengan penggunaan Bitcoin standar dan mungkin dianggap tidak standar menurut kebijakan penyampaian saat ini, yang berarti transaksi tersebut dapat menghadapi masalah propagasi dan mungkin perlu diajukan langsung ke kolam penambangan daripada disiarkan melalui mempool publik.
Kesimpulan dan Masa Depan Bitcoin
Proposal ini juga membawa pertukaran keamanan. Meskipun menghindari serangan berdasarkan algoritma Shor yang mengancam tanda tangan eliptik, algoritma Grover masih dapat memberikan peningkatan kuadratik untuk penyerang kuantum. “Sepanjang ancaman kuantum diyakini nyata, tetap perlu untuk melanjutkan upaya penelitian dan penerapan solusi terbaik untuk Bitcoin—yang maksimal efisien, ramah pengguna, dan memenuhi kebutuhan Bitcoin melalui perubahan tingkat protokol,” tulis Levy.
Makalah Levy bergabung dengan beberapa proposal lain yang telah muncul, yang menguraikan bagaimana Bitcoin dapat bertransisi ke kriptografi yang tahan kuantum, termasuk BIP-360, yang memperkenalkan format alamat Pay-to-Merkle-Root yang dirancang untuk mendukung tanda tangan yang aman dari serangan kuantum. Meskipun ancaman kuantum terhadap Bitcoin masih bersifat teoretis, perusahaan-perusahaan termasuk mempersiapkan diri untuk kemungkinan tersebut.
