Estudo preliminar da adoção de assinaturas baseadas em hash no blockchain do Bitcoin
Resumo
Um computador quântico com alta capacidade de processamento quebrará as assinaturas digitais utilizadas nos principais blockchains. Este trabalho traz um estudo preliminar sobre a adoção de assinaturas baseadas em hash no blockchain do Bitcoin para torná-lo resistente ao computador quântico. O estudo mostra os pontos a serem modificados e seus impactos. O maior deles refere-se ao tamanho da assinatura digital, que influencia no tamanho de uma transação e diminui o número de transações por bloco. Soluções para este problema incluem o aumento do tamanho do bloco, a diminuição do tamanho das assinaturas baseadas em hash e/ou a adoção de algoritmos pós-quânticos que produzam assinaturas digitais menores.
Referências
Bernstein, D. J., Dobraunig, C., Eichlseder, M., Fluhrer, S., Gazdag, S., Hülsing, A., Kampanakis, P., Kölbl, S., Lange, T., Lauridsen, M.M., Mendel, F., ... (2017, November). SPHINCS+ - Submission to the NIST post-quantum project [link] (acesso: 04/07/2018).
Bernstein, D. J., Hopwood, D., Hülsing, A., Lange, T., Niederhagen, R., ... & Wilcox- O’Hearn, Z. (2015, April). SPHINCS: practical stateless hash-based signatures. In Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques (pp. 368-397). Springer, Berlin, Heidelberg.
BitcoinCash (2018). [link] (acesso: 04/09/2018).
Buchmann, J., Dahmen, E., & Hülsing, A. (2011, November). XMSS-a practical forward secure signature scheme based on minimal security assumptions. In International Workshop on Post-Quantum Cryptography (pp. 117-129). Springer, Berlin, Heidelberg.
Cryptopp (2018). [link] (acesso 11/09/2018).
Grover, L. K. (1996, July). A fast quantum mechanical algorithm for database search. In Proceedings of the twenty-eighth annual ACM symposium on Theory of computing (pp. 212-219). ACM.
Hoffstein, J., Pipher, J., & Silverman, J. H. (1998, June). NTRU: A ring-based public key cryptosystem. In International Algorithmic Number Theory Symposium (pp. 267-288). Springer, Berlin, Heidelberg.
Hülsing, A., (2013, June). W-OTS+–shorter signatures for hash-based signature schemes. In International Conference on Cryptology in Africa (pp. 173-188). Springer, Berlin, Heidelberg.
Lamport, L. (1979). Constructing digital signatures from a one-way function (Vol. 238). Palo Alto: Technical Report CSL-98, SRI International.
Merkle, R. C. (1979). Secrecy, authentication, and public key systems, ph.D. thesis, Electrical Engineering, Stanford.
Merkle, R. C. (1980, April). Protocols for public key cryptosystems. In Security and Privacy, 1980 IEEE Symposium on (pp. 122-122). IEEE.
Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. [link] (acesso: 01/09/2018).
Post-Quantum Cryptography Standardization (2018). [link] (acesso: 06/09/2018).
Reyzin, L., & Reyzin, N. (2002, July). Better than BiBa: Short one-time signatures with fast signing and verifying. In Australasian Conference on Information Security and Privacy (pp. 144-153). Springer, Berlin, Heidelberg.
Shor, P. W. (1994, November). Algorithms for quantum computation: Discrete logarithms and factoring. In Foundations of Computer Science, 1994 Proceedings., 35th Annual Symposium on (pp. 124-134). Ieee.