量子コンピューターはビットコインに脅威をもたらすのか？短期的には過度に心配する必要はない

量子コンピューターはビットコインを破壊するのか？このやや議論の余地があるトピックは、しばしば広範な議論を引き起こします。Googleの最新のWillow量子プロセッサーの発表に伴い、この問題は再び注目を集めています。研究の結果、私たちは以下の結論に達しました：

• Willowは確かに顕著な進展を遂げました
• しかし現在、ビットコインユーザーは過度に心配する必要はありません

簡易な観点から見ると、ビットコインプロトコルは主に二つの部分から成り立っています：ハッシュベースのマイニングと楕円曲線に基づく取引署名です。この二つの部分は確かに量子コンピューターの影響を受ける可能性があり、それぞれグローバーアルゴリズムとショアアルゴリズムに対応しています。

しかし、Willowの現在の"計算能力"は、この2つの部分に実質的な影響を与えるには遠く及びません。ビットコインのハッシュと署名システムを合理的な時間内に攻撃するには、約数千の論理量子ビットが必要です。異なるプロセスに応じて、1つの論理量子ビットをエンコードするために数千の物理量子ビットが必要になる可能性があります。

これは、ビットコインを攻撃するには約数百万の物理的な量子ビットが必要であることを意味します。しかし、ウィローには105個の物理量子ビットしかなく、必要な数とは大きな差があります。

仮に未来の量子コンピューターの計算能力が脅威となるほどであれば、マイニングへの影響は相対的に限定的です。グローバーアルゴリズムは計算プロセスを加速するだけで、ハッシュの法則を根本的に破るものではなく、必要なハッシュ値を見つけるためには依然として大量の計算が必要です。これは市場に新しい効率的なマイニングデバイスが登場したと理解できます。

アドレス署名に関して、一部のアドレスには確かに注意が必要で、初期のP2PKや最新のP2TRなどの公開鍵に基づく方法が含まれます。一方、P2PKH、P2SH、P2WPKH、P2WSHなどのハッシュに基づく形式は相対的に安全です。しかし、これらのアドレスを繰り返し使用することは公開鍵を露出させ、潜在的なリスクが存在することに注意が必要です。

開発者はこの課題に対処するための手段を講じることができます。ビットコインは常に進化しており、将来的にはハッシュベースのLamport署名などのソリューションを導入することができます。コミュニティは、状態におけるLamport署名の適用などに関して広範な議論を展開しています。

さらに、量子耐性の格子暗号などの技術を導入することもできます。これらの改善はソフトフォークの方法で実現できます。

開発の側面を除いても、良好な使用習慣は量子の脅威に対して効果的な防御となります。例えば、アドレスを再利用するのではなく、受取アドレスを変更する（1回1密）ことや、量子コンピューターが十分な脅威を構成する前に資産を相対的に安全な隔離証明アドレスに移転することなどです。

他のブロックチェーンネットワーク、例えばイーサリアムは、ハードフォーク方式で導入できる後量子暗号学の提案について積極的に議論しています。

注目すべきは、量子コンピューターの出現がビットコインや他の暗号通貨だけでなく、従来の金融システム、防衛システム、機密通信など多くの重要な分野にも影響を及ぼすことです。

以上の通り：

• 短期内過度に量子コンピューターがビットコインなどのネットワークに与える脅威を心配する必要はありません
• しかし、良い使用習慣を身につけ、量子技術の進展に継続的に注目することをお勧めします