量子晶片時代來臨，比特幣加密安全面臨新考驗

Google近期發布の量子チップWillowは、暗号学の分野に大きな衝撃をもたらしました。この新型量子チップの登場は、量子計算の実用化に向けて大きな一歩を示すだけでなく、ビットコインなどの暗号通貨の安全性に対する業界の懸念を再燃させています。量子チップの計算能力は一体どれほど強力なのか？本当にビットコインの存続を脅かすのか？

Google Willow量子チップ：性能突破のマイルストーン

GoogleがNature誌に発表した最新の研究によると、Willow量子チップは「量子エコー」アルゴリズムを成功裏に動作させ、これまでで初めて「検証可能な量子優位性」——つまり、従来のコンピュータで正しさを検証できる計算結果——を実証しました。

性能データは衝撃的です。Willowの計算速度は、現在世界最速のスーパーコンピュータFrontierの13,000倍に達します。言い換えれば、Frontier上で3.2年かかる作業が、Willowなら約2時間で完了できるということです。このような性能の飛躍は、今後の暗号学の安全性について深く考えさせる材料となるでしょう。

ビットコインの安全バリア：ECDSA暗号化メカニズム

なぜ量子チップがビットコインに脅威をもたらすのか理解するには、まずビットコインの安全性の核心——公開鍵と秘密鍵の体系——を理解する必要があります。

ビットコインの各ウォレットは、秘密鍵と対応する公開鍵を持っています。秘密鍵は取引に署名し、その正当性を証明するために使われ、公開鍵は楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）によって秘密鍵から計算されます。この設計の巧妙さは、公開鍵を知っていても秘密鍵を逆算するのは非常に困難である点にあります。

これは、「楕円曲線離散対数問題」と呼ばれる数学的難題に基づいています。現代のコンピュータの計算能力では、この問題を解くには想像を絶する時間が必要です。この数学的難題が、多数のビットコインウォレットの資産を守る安全性の要となっています。

量子の脅威：理論的リスクvs実際の脅威

しかし、量子コンピュータの登場はこのバランスを崩します。理論上、十分に強力な量子コンピュータは楕円曲線離散対数問題を高速で解き、ECDSAの保護を破ることが可能です。

米ミシガン大学の暗号学の専門家Christopher Peikertは、これについて慎重な評価を示しています。彼は、量子計算はビットコインなどの暗号通貨に「合理的な」長期的脅威をもたらすと指摘し、その確率は5%以上と見積もっています。しかし同時に、これは目前の緊急の危険ではないとも強調しています——量子技術が現代の暗号学に本格的な脅威をもたらすには、まだ長い道のりがあると。

対応策：今から本当の脅威まで

業界はただ待つだけではありません。「ポスト量子署名方式」が暗号学コミュニティの研究のホットトピックとなっており、多くのブロックチェーンプロジェクトも移行策を模索しています。ただし、どの解決策も現実的な妥協を伴います。

Peikertは、新しいポスト量子の鍵と署名はより大きくなるため、取引やブロックのサイズが顕著に増加し、ネットワークの効率やストレージ容量に圧力をかけると指摘します。したがって、安全性と実用性のバランスをどう取るかが、今後の重要な課題となるでしょう。

現時点の結論は、Willow量子チップは技術進歩の方向性を示すものである一方で、ビットコインの暗号安全性への脅威はまだ時間がかかるということです。これにより、暗号通貨エコシステム全体は、量子時代の到来に備えるための十分な猶予を持つことになります。