Peneliti Bitcoin Usulkan SHRINCS untuk Hadapi Ancaman Komputer Kuantum

Peneliti dari Blockstream mengusulkan SHRINCS, sebuah skema tanda tangan kriptografi berbasis hash yang dirancang untuk membantu Bitcoin menghadapi potensi ancaman komputer kuantum.

Proposal tersebut dipublikasikan sebagai draft awal untuk mendapatkan masukan dari komunitas pengembang dan peneliti kriptografi. Menurut Bitcoin Development mailing list, proposal tersebut masih membutuhkan peer review dan bukti keamanan formal.

Mengapa Bitcoin Membutuhkan Kriptografi Tahan Kuantum?

Bitcoin saat ini menggunakan kriptografi kurva eliptik untuk membuktikan kepemilikan aset. Salah satu komponen utamanya adalah Schnorr signature, yang digunakan untuk memverifikasi bahwa transaksi memang disetujui oleh pemilik kunci privat.

Komputer kuantum yang cukup kuat secara teori dapat menggunakan algoritma Shor untuk memecahkan masalah matematika yang menjadi dasar keamanan kriptografi tersebut.

Jika teknologi tersebut tersedia di masa depan, penyerang berpotensi menggunakan kunci publik yang terekspos untuk menghitung kunci privat dan membuat tanda tangan palsu.

Ancaman tersebut belum menjadi kemampuan komputer saat ini. Namun, karena perubahan kriptografi pada Bitcoin membutuhkan proses panjang dan persetujuan jaringan, penelitian mengenai alternatif tahan kuantum mulai dilakukan lebih awal.

SHRINCS Dirancang untuk Mengurangi Beban Ukuran Signature

Salah satu masalah utama dalam menerapkan kriptografi tahan kuantum pada Bitcoin adalah ukuran signature yang jauh lebih besar.

Schnorr signature Bitcoin saat ini berukuran sekitar 64 byte. Sementara itu, beberapa skema post-quantum memiliki signature yang jauh lebih besar sehingga dapat menggunakan lebih banyak ruang blok.

Menurut CoinDesk, SHRINCS dirancang untuk mengurangi dampak tersebut dengan menggunakan signature yang lebih kecil dibandingkan beberapa alternatif post-quantum lainnya.

Konfigurasi tertentu SHRINCS dapat menghasilkan signature mulai sekitar 324 byte, sementara konfigurasi kompak lainnya menggunakan sekitar 580 byte.

Blockstream memperkirakan konfigurasi 580 byte dapat memungkinkan hingga sekitar 3 transaksi per detik, dibandingkan sekitar 0,36 transaksi per detik dalam skenario yang menggunakan SLH-DSA dengan parameter tertentu.

Menggunakan SHA-256

SHRINCS menggunakan SHA-256 sebagai dasar kriptografinya.

Pemilihan tersebut penting karena SHA-256 sudah menjadi bagian fundamental dari Bitcoin, termasuk dalam proses proof-of-work dan berbagai struktur kriptografi jaringan.

Menurut spesifikasi SHRINCS, keamanan desain tersebut bergantung pada keamanan fungsi hash yang digunakan, tanpa menambahkan asumsi kriptografi baru seperti beberapa pendekatan post-quantum lainnya.

SHRINCS juga menggunakan dua jalur tanda tangan. Jalur utama dirancang lebih ringkas tetapi bersifat stateful, sementara jalur lainnya menyediakan mekanisme stateless fallback dengan ukuran signature yang lebih besar.

Ada Tantangan pada Pengelolaan Wallet

Pendekatan stateful SHRINCS membuat perangkat yang digunakan untuk menandatangani transaksi harus mengetahui penggunaan kunci sebelumnya.

Artinya, wallet harus dapat melacak kunci mana yang sudah digunakan. Jika informasi tersebut hilang, rusak, atau tidak sinkron ketika wallet digunakan pada beberapa perangkat, proses penandatanganan dapat menjadi lebih kompleks.

SHRINCS menyediakan jalur stateless fallback untuk kondisi tertentu, tetapi signature yang dihasilkan menjadi jauh lebih besar.

Karena itu, penerapan SHRINCS tidak hanya membutuhkan perubahan pada protokol Bitcoin, tetapi juga penyesuaian pada perangkat dan software wallet.

Belum Siap Digunakan di Bitcoin

Meskipun proposal ini menjadi langkah penting dalam penelitian keamanan Bitcoin, SHRINCS belum dapat digunakan di Bitcoin mainnet.

Draft tersebut secara eksplisit menyatakan bahwa sistem masih berupa kriptografi prototipe dan membutuhkan peer review. Bukti keamanan formal, test vectors, unit tests, dan implementasi yang dioptimalkan juga belum selesai.

Dokumentasi resmi SHRINCS juga menyebut bahwa proposal tersebut belum siap untuk diajukan ke repository BIP.

Jika nantinya ingin diterapkan di Bitcoin, masih diperlukan proposal lanjutan serta perubahan protokol melalui soft fork dan dukungan jaringan.

Bitcoin Belum Quantum-Proof

Publikasi SHRINCS tidak berarti Bitcoin sekarang sudah tahan terhadap komputer kuantum.

Proposal tersebut merupakan salah satu opsi yang sedang diteliti untuk menghadapi kemungkinan ancaman terhadap sistem kriptografi Bitcoin di masa depan.

Blockstream sebelumnya juga telah mengembangkan SHRINCS untuk eksperimen pada Liquid Network. Namun, penggunaan di Liquid tidak berarti teknologi tersebut sudah menjadi bagian dari konsensus Bitcoin.

Untuk saat ini, SHRINCS masih berada pada tahap penelitian dan pengembangan. Komunitas Bitcoin masih perlu menilai keamanan, performa, kompleksitas wallet, serta mekanisme implementasinya sebelum teknologi tersebut dapat dipertimbangkan untuk digunakan di jaringan utama.