ビットコインは量子コンピュータの脅威に耐えられる？対策を解説
.jpg&w=3840&q=70)
「量子コンピュータが実用化されると、ビットコインの暗号が解読される」という情報を見て、不安を感じている人もいるのではないでしょうか。
量子コンピュータが将来的にビットコインの一部の暗号技術へ影響を与える可能性はあります。
特に重要なのは、ビットコインの送金に使われるデジタル署名です。
計算中の誤りを自ら訂正できる、誤り耐性量子コンピュータが登場した場合、ブロックチェーン上に公開された情報から秘密鍵を推定される可能性が指摘されています。
ただし、現在すぐにすべてのビットコインが盗まれる状況ではありません。
量子コンピュータには、多数の量子ビットを安定して動かし、長い計算中の誤りを訂正するという大きな技術的課題があります。
また、ビットコイン側でも、公開鍵の露出を減らす方法や耐量子署名への移行が議論されています。
この記事では、量子コンピュータがビットコインのどの部分に影響するのか、どのような対策が考えられているのか、利用者が現在できることは何かを整理します。
ビットコインは量子コンピュータですぐに危険になるのか
現在は実用的な量子攻撃が確認された状況ではない
結論からいうと、量子コンピュータはビットコインにとって無視できない将来の課題ですが、現在の利用者が直ちにビットコインを利用できなくなる状況ではありません。
現在研究されている量子コンピュータと、ビットコインの秘密鍵を現実的な時間で推定できる量子コンピュータには大きな隔たりがあります。
暗号解読を行うには、単に量子ビットの数が多いだけでは足りません。
計算中に発生する誤りを訂正できる論理量子ビットを多数用意し、長い計算を安定して実行する必要があります。
量子コンピュータによってビットコインの秘密鍵が実際に解読されたと確認できる一般的な事例は示されていません。
研究者や開発者が議論しているのは、将来的に十分な性能を持つ量子コンピュータが登場した場合の影響です。
したがって、量子コンピュータが存在することと、ビットコインの暗号を現実的に解読できることは分けて考える必要があります。
将来的な影響に備えて移行準備が必要
ビットコインの暗号方式は、ネットワーク参加者の合意を得ながら変更を提案できます。
量子攻撃に強いデジタル署名を導入し、利用者が新しい方式へ資産を移行できれば、多くのビットコインを保護できると考えられます。
問題は、攻撃可能な量子コンピュータが登場してから対応を始めるのでは遅い可能性があることです。
ウォレット、取引システム、ネットワークの検証ルールなど、多くの仕組みを事前に更新しなければなりません。
量子技術の到達時期を正確に断定することは難しいため、危険性を過度に強調せず、移行に必要な時間を確保する考え方が重要です。
問題は対策の有無より移行に必要な時間
耐量子暗号そのものはすでに研究と標準化が進められています。
ただし、一般的な情報システムで利用できる方式が、そのままビットコインに適しているとは限りません。
署名サイズ、検証速度、ブロック容量、ウォレットの互換性などを考慮する必要があります。
ビットコインでは中央の管理者が一方的に方式を変更できないため、技術面に加えて合意形成と移行期間が重要になります。
つまり、量子コンピュータ対策の中心は、利用可能な暗号方式があるかどうかだけでなく、ネットワーク全体が安全に切り替えられるかどうかです。
量子コンピュータが影響する2つの仕組み
デジタル署名は秘密鍵を守る仕組み
ビットコインを送金するときは、秘密鍵を使ってデジタル署名を作成します。
ネットワークの参加者は公開鍵を使って署名を検証しますが、通常のコンピュータでは公開鍵から秘密鍵を計算することは極めて困難です。
この計算の難しさによって、秘密鍵を持つ本人だけがビットコインを送金できる仕組みが成り立っています。
秘密鍵はウォレットの中に保管されますが、公開鍵や署名に関する情報は取引を成立させるためにネットワークへ示されます。
公開鍵から秘密鍵を推定される可能性
十分な性能を持つ量子コンピュータでは、現在のデジタル署名が前提としている計算問題を効率よく解ける可能性があります。
秘密鍵を推定されると、攻撃者が正しい署名を作成し、対象のビットコインを別のアドレスへ送金できる可能性があります。
ビットコインで使われる複数の署名方式は、いずれも量子計算の影響を検討する必要があります。
そのため、完全な対策には公開鍵を隠す工夫だけでなく、量子計算に耐える署名方式への移行が必要です。
ハッシュ関数への影響はデジタル署名と異なる
ハッシュ関数は、マイニングや取引データの識別などに使われています。
量子コンピュータを利用すると、特定のハッシュ値を探索する計算が効率化される可能性があります。
ただし、デジタル署名のように公開鍵から秘密鍵が推定される影響とは性質が異なります。
マイニングではネットワーク全体の計算能力に応じて難易度が調整されるため、量子コンピュータが登場しただけで直ちにブロックチェーン全体を自由に支配できるとは限りません。
量子コンピュータの影響を考える際は、秘密鍵を守るデジタル署名と、探索計算に使われるハッシュ関数を分けて確認することが重要です。
量子攻撃の対象になりやすいビットコインの状態
公開鍵がブロックチェーン上に露出している
量子攻撃のリスクは、どこにビットコインを保管しているかだけでは決まりません。
重要なのは、対象となるビットコインの公開鍵がブロックチェーン上で確認できる状態になっているかどうかです。
ビットコインには、公開鍵が最初から見える形式と、送金時まで公開鍵に相当する情報が隠される形式があります。
公開鍵が長期間見えている場合、将来の量子コンピュータは時間をかけて秘密鍵を推定できます。
このような攻撃は、公開鍵が長期間露出していることを利用する長時間型の攻撃として整理できます。
同じアドレスを再利用している
公開鍵が送金時まで隠されるアドレスでも、一度送金に使用すると公開鍵がブロックチェーン上に記録される場合があります。
使用後のアドレスへ再びビットコインを受け取ると、公開鍵が見えている状態のまま残高を保有することになります。
アドレスの再利用を避けることは、プライバシー面だけでなく、将来の量子リスクを抑える観点でも意味があります。
ただし、特定のアドレス形式へ現在すぐに変更すれば、すべての量子リスクを防げるわけではありません。
アドレス形式には異なる特徴があるため、利用中のウォレットが正式に案内する方法を優先することが大切です。
送金中に公開鍵が明らかになる
公開鍵が保管中に隠れていても、ビットコインを送金するときには、署名を検証するための情報を示す必要があります。
取引をネットワークに送信してからブロックに取り込まれるまでの短い時間に秘密鍵を推定し、攻撃者が別の取引を作成する攻撃も理論上考えられます。
これは短時間型の攻撃です。
短時間型の攻撃には、短い承認時間の間に大規模な計算を終えられる非常に高性能な量子コンピュータが必要です。
公開鍵を隠すだけでは防げないため、完全な対策には耐量子デジタル署名の導入が必要になります。
秘密鍵を失った資産は移行できない
量子攻撃への対策として新しい方式が導入されても、秘密鍵を紛失しているビットコインは所有者自身が移動できません。
長期間動いていないビットコインや、公開鍵が露出したまま残されているビットコインをどのように扱うかは、技術だけでは解決できない問題です。
旧方式の送金を制限するのか、追加の証明を求めるのか、一定の救済手続きを設けるのかについて、慎重な議論が必要になります。
対策は量子攻撃者から守ることだけでなく、正当な所有者の権利をどのように扱うかまで考える必要があります。
ビットコイン側で検討されている量子コンピュータ対策
公開鍵の長期露出を減らす
ビットコインの量子コンピュータ対策は、ひとつの技術だけで完了するものではありません。
公開鍵の長期露出を減らす対策、耐量子署名の導入、利用者の移行、旧方式の取り扱いを組み合わせる必要があります。
公開中の改善提案では、公開鍵に相当する情報が長期間見えにくい新しい出力形式が検討されています。
この方向性は、公開鍵が長期間露出する攻撃への備えとして意味があります。
一方で、送金中に公開鍵が明らかになる短時間型の攻撃まで防ぐものではありません。
耐量子署名を利用できる仕組みを導入する
短時間型の攻撃まで防ぐには、量子コンピュータで秘密鍵を推定しにくいデジタル署名が必要です。
候補には、ハッシュ関数を基礎とする方式や、格子と呼ばれる数学的な問題を利用する方式などがあります。
一般的な情報システム向けには、耐量子デジタル署名の標準化が進んでいます。
ただし、ビットコインでは署名データがブロックチェーン上に保存されます。
署名が大きくなれば、取引データやブロックの容量、通信量、保存容量への影響が生じます。
そのため、安全性だけでなく、サイズや検証速度も含めて方式を選ぶ必要があります。
新しい方式へ段階的に移行する
新しい耐量子方式が導入された場合、利用者は従来方式から新しい方式へビットコインを移動する必要があります。
すべての利用者が同じ時期に移行できるとは限りません。
ウォレットや取引システムが新方式へ対応するまでにも時間がかかります。
そのため、一定期間は従来方式と耐量子方式を併用し、その後に旧方式の利用を段階的に制限する方法が考えられます。
改善提案が公開されていることは具体的な検討が進んでいることを示しますが、採用や導入時期が決まったことを意味しません。
旧方式の資産をどのように扱うか決める
移行期限を設けた場合、期限までに移動されなかったビットコインの取り扱いが問題になります。
量子コンピュータによる送金と、正当な所有者による送金を、従来の署名だけで区別できなくなる可能性があるためです。
対応案としては、旧方式の署名を制限する、追加の証明を要求する、救済手続きを設けるなどが考えられます。
どの方法を選んでも、正当な所有者が利用できなくなる可能性や、攻撃者による移動を許してしまう可能性があります。
この問題は技術的な安全性だけでなく、ネットワーク参加者が受け入れられるルールを作れるかどうかが重要です。
耐量子方式への移行が簡単ではない理由
耐量子署名はデータ量が大きくなりやすい
ビットコインに耐量子暗号を導入する場合、安全な署名方式を選ぶだけでは不十分です。
現在の署名方式は、比較的小さなデータで検証できます。
一方、耐量子署名の候補には、公開鍵や署名データが大きくなる方式があります。
取引当たりのデータ量が増えると、同じブロックに記録できる取引数が減ったり、ノードの保存容量や通信量が増えたりする可能性があります。
安全性を高めても、ネットワークを継続して運用できなければ実用的な対策にはなりません。
ウォレット機能との互換性を確認する必要がある
ビットコインのウォレットでは、ひとつのシードから複数のアドレスを生成する機能や、複数人で署名する機能などが使われています。
耐量子署名へ変更すると、現在利用されているアドレス生成、バックアップ、複数署名、共同管理などの仕組みを、そのまま利用できない可能性があります。
暗号方式だけを変更しても、利用者が安全にバックアップや復元を行えなければ実用的とはいえません。
ウォレット提供側と利用者側の双方が、新しい方式へ対応できる仕組みを整える必要があります。
ネットワーク全体で合意する必要がある
ビットコインには、ルールを一方的に変更できる中央管理者がいません。
新しい暗号方式を導入するには、開発者だけでなく、ノード運営者、マイニング参加者、ウォレット提供者、利用者などが対応する必要があります。
技術的に優れた案でも、十分に検証されていなかったり、移行方法への合意が得られなかったりすれば、導入は進みません。
量子コンピュータへの対応では、暗号技術の研究と並行して、いつ、どのような条件で移行を始めるかを決める必要があります。
移行期間中は複数方式が併存する可能性がある
耐量子署名が導入された直後に、従来方式がすべて使用できなくなるとは限りません。
急に旧方式を無効化すると、対応していないウォレットや長期間動いていない資産が利用できなくなる可能性があります。
一方で、旧方式を長く残しすぎると、量子攻撃の対象が残ります。
新方式を先に追加し、利用状況や量子技術の進展を確認しながら旧方式を段階的に制限する方法が現実的です。
移行期間をどの程度確保するかは、技術面と利用者保護の両方から検討する必要があります。
利用者が現在できる5つの対策
1．公式情報と複数の情報源を確認する
量子コンピュータに関するニュースでは、暗号が解読される、ビットコインが危険になるといった強い表現が使われることがあります。
見出しだけで判断せず、研究内容、計算条件、対象となる暗号、実際に行われた実験を確認しましょう。
ビットコインの改善提案については開発コミュニティの議論や技術資料を、ウォレットの対応については提供元の公式情報を確認し、ひとつの投稿やニュースだけで判断しないことが大切です。
特定の製品やサービスの宣伝を目的とした情報ではないかも確認してください。
2．ウォレットを適切に更新する
将来、耐量子方式が導入される場合、ウォレットの更新や新しい方式への移行が必要になる可能性があります。
更新が終了したウォレットや、開発状況を確認できないソフトウェアを長期間利用していると、正式な移行案へ対応できないおそれがあります。
更新前には、正しい配布元であることを確認し、シードフレーズのバックアップ方法も確認しましょう。
不明な更新ファイルや、秘密情報の入力を求める案内には注意が必要です。
3．同じ受取アドレスを繰り返し使わない
同じアドレスを再利用すると、一度公開された公開鍵にひもづく残高を持ち続ける場合があります。
受取ごとに新しいアドレスを生成できるウォレットでは、新しいアドレスを利用することが基本です。
アドレスの再利用を避けることは、取引履歴を追跡されにくくするうえでも役立ちます。
ただし、量子対策だけを理由に、理解していないアドレス形式へ急いで資産を移す必要はありません。
移動する際には、送付先、手数料、バックアップ、ウォレットの対応状況を確認してください。
4．シードフレーズと秘密鍵の管理を優先する
将来の量子リスクを心配するあまり、現在発生している詐欺や情報漏えいへの対策がおろそかになってはいけません。
現時点では、偽サイト、偽アプリ、シードフレーズの入力を求める連絡、端末の不正利用などが、より直接的なリスクになります。
シードフレーズや秘密鍵は第三者へ伝えず、オンライン上へそのまま保存しないことが基本です。
量子コンピュータへの対策と、現在の秘密情報管理は別の問題として、両方を確認する必要があります。
5．正式な移行案に対応できる状態を保つ
耐量子方式への移行が正式に決まった場合、利用者には新しい方式の作成や資産の移動が案内される可能性があります。
長期間確認できないウォレットへ保管したままにする場合は、復元方法や更新情報を確認できる状態を保つことが重要です。
移行期限や対応方法が発表された場合は、SNS上の情報だけでなく、利用中のウォレットやネットワークの正式な案内を確認しましょう。
焦って非公式な移行ツールを使うよりも、検証された手順を確認してから行動することが大切です。
量子コンピュータのニュースを確認するポイント
量子ビットの種類を確認する
量子コンピュータの性能を示すニュースでは、量子ビット数が強調されることがあります。
しかし、量子ビットの数だけで、ビットコインの暗号を解読できるかどうかは判断できません。
量子コンピュータには、装置に搭載されている物理量子ビットと、誤り訂正を行って安定した計算に利用する論理量子ビットがあります。
ひとつの論理量子ビットを作るために、多数の物理量子ビットが必要になる場合があります。
暗号解読に関する研究では、論理量子ビットの数、誤り率、計算回数などを確認する必要があります。
誤り訂正と計算時間を確認する
量子ビットは外部からの影響を受けやすく、計算中に誤りが発生します。
短時間の実験が成功しても、秘密鍵を推定するための長い計算を安定して実行できるとは限りません。
ニュースを確認するときは、誤り訂正が行われているか、想定される計算時間はどの程度か、実際の装置で実行されたのかを確認しましょう。
理論上の計算資源と、現在利用できる装置の性能を混同しないことが重要です。
何の暗号を対象にした研究か確認する
暗号を解読したという情報でも、小さな数値を使った実験と、ビットコインで使われる規模の暗号を解読する実験では意味が異なります。
また、公開鍵暗号を対象とした研究なのか、ハッシュ関数を対象とした研究なのかによって、ビットコインへの影響も異なります。
研究結果をビットコインへ当てはめる際は、対象となる暗号方式や鍵の条件を確認する必要があります。
実験の成功が、そのまま実用的な攻撃の成功を意味するとは限りません。
改善提案と実際の導入を区別する
ビットコインの改善提案が公開されても、すぐにネットワークへ導入されるわけではありません。
提案には、初期段階の案、議論中の案、仕様が整理された案、実装や採用が進んだ案などがあります。
量子対策の記事を読むときは、提案された、実装された、利用可能になった、旧方式が制限されたという段階を区別しましょう。
公開された提案を、対策が完了した証拠として扱わないことが大切です。
よくある質問
量子コンピュータが完成すると、すべてのビットコインが同時に盗まれるとは限りません。
公開鍵の露出状態、量子コンピュータの計算速度、耐量子方式への移行状況などによってリスクは異なります。
ハードウェアウォレットは現在の秘密鍵漏えい対策に役立ちますが、デジタル署名方式そのものを耐量子化するものではありません。
量子計算によってマイニングの探索が効率化される可能性はありますが、秘密鍵を推定する攻撃とは別の問題です。
量子コンピュータへの不安だけを理由に、理解していない形式や非公式なツールへ急いで資産を移す必要はありません。
ビットコインの量子コンピュータ対策に関するまとめ
現在の安全性と将来の移行準備を分けて考える
量子コンピュータは、将来的にビットコインのデジタル署名へ影響を与える可能性があります。
特に、公開鍵が長期間ブロックチェーン上に露出しているビットコインは、秘密鍵を推定する攻撃の対象になりやすいと考えられています。
一方、現在すぐに実用的な量子攻撃が一般化している状況ではありません。
ビットコインでは、公開鍵の長期露出を減らす新しい方式、耐量子デジタル署名、旧方式から新方式への段階的な移行などが議論されています。
ただし、改善提案が公開されていることと、ネットワークへの導入が決まっていることは同じではありません。
利用者は基本的な管理と正式情報の確認を続ける
今後は、技術的な安全性に加えて、署名サイズ、ウォレットの互換性、移行期限、旧方式で保管された資産の扱いなどを検討する必要があります。
利用者が現在できることは、ビットコインの改善提案と利用しているウォレットの公式情報など複数の資料を確認し、ウォレットを更新し、アドレスの再利用を避け、シードフレーズと秘密鍵を安全に管理することです。
量子コンピュータのニュースを見るときは、量子ビット数だけで判断せず、誤り訂正、論理量子ビット、計算時間、対象となる暗号方式を確認することが大切です。
不安をあおる情報だけで判断せず、正式な移行案が示されたときに対応できる状態を保ちましょう。
この記事の著者
.jpg&w=256&q=70)
ビットコインをはじめ、ブロックチェーン、暗号資産（仮想通貨）に関する世界中の最新のトピックス、最先端の技術、プロジェクト、規制などをどこよりも早く正確に初心者の方にも分かりやすく丁寧にご紹介しています。
