Ethereum (ETH) の研究者たちは、ウォレットがEVM内で量子耐性署名を検証できるようにする、ポスト量子署名設計である SPHINCS- を提案している。
重要ポイント:
- SPHINCS- は、Ethereum ウォレットのセキュリティ向けに構築された研究段階の署名検証スキームである。
- この提案では、既存のEVM内で動作させるために、標準の SHAKE256 の代わりに KECCAK256 を使用する。
- C13 バリアントは、署名サイズ3,704バイトで、およそ127,000ガスと記載されている。
Ethereum ウォレット
この提案は6月12日に Ethereum Research 上で公開され、著者として nicocsgy がクレジットされており、特に Vitalik Buterin や他の貢献者への謝辞が記されている。
提案では、「SPHINCS マイナス」と発音される SPHINCS- を、Ethereum Virtual Machine に最適化されたステートレスなポスト量子署名検証スキームとして紹介している。
問題は長期的だが、性質としては直接的だ。
今日のブロックチェーンウォレットは、将来十分に強力な量子コンピュータによって弱められる可能性のある暗号学的前提に依存している。そのため、Ethereum の研究者たちは、そうした攻撃が現実的になる前に移行経路をテストしている。
SPHINCS- は、現在存在するEVMを前提に構築されており、この設計は Ethereum に新たなプリコンパイルを追加したり、ベースプロトコルを変更したりすることを求めてはいない。
提案では、標準的な SLH-DSA のハッシュ関数群（SHAKE256 を含む）を、すでに Ethereum にネイティブ実装されていて Solidity の検証ロジックで利用できる KECCAK256 に置き換えている。
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量子セキュリティ
投稿ではまた、1鍵あたり2^64署名という広い標準目標を維持するのではなく、一般的なブロックチェーンウォレットに収まるよう署名の予算を絞り込んでいる。
SPHINCS- は、1鍵あたり2^14〜2^20署名の範囲に焦点を当てており、通常の Ethereum アドレスには無制限の署名予算は必要ないと主張している。
投稿によれば、マージ以降の Ethereum トランザクションの年間99.9パーセンタイル平均はアドレスあたり約431件であり、よりウォレット特化のパラメータを採用できる根拠となっている。
C13 バリアントについては、検証コストがおよそ127,000ガス、署名サイズが3,704バイトと提案書に記載されている。
これは SLH-DSA-SHA2-128-24 と比較されており、こちらは142,000ガス、3,856バイトの署名を使用し、署名時に約10億7千万回のハッシュ呼び出しを必要とすると投稿は述べている。
この設計は標準ではない。
投稿によると、SPHINCS- は Keccak の採用と署名予算の制限のため FIPS 205 に厳密には従っておらず、ハードウェアウォレットでの署名も依然として実務上の障害として残っている。
C11 および C12 バリアントについてはハードウェアウォレットと互換性があると説明されているが、ST33K1M5 セキュアエレメントでの署名時間はそれぞれ390秒と47.5秒とされており、検証効率だけではユーザー体験の問題が解決しないことが示されている。
Ethereum のポスト量子対応の取り組みは、新しい署名スキーム、アカウント抽象化、移行計画、ウォレット設計など複数のトラックで進められている。アカウントセキュリティの変更をユーザーやインフラ全体で調整するには数年単位の時間がかかり得るためだ。
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