बिटकॉइन मैगज़ीन
क्वांटम का सवाल: कॉइन्स को फ़्रीज़ करें या नहीं
बिटकॉइन का क्वांटम विवाद एक उलझा हुआ मामला है। यह केवल अलग-अलग तरह की क्रिप्टोग्राफ़ी के फ़ायदों और नुकसानों तथा एक सैद्धांतिक क्वांटम कंप्यूटर के विरुद्ध उनकी मजबूती को लेकर तकनीकी बहस नहीं है। यह इस बात पर बहस है कि कठिन दुविधा का सामना करते समय बिटकॉइन की मूल भावना के कौन-से सिद्धांत सबसे मज़बूत हैं: इस वादे को बनाए रखना कि वैध कॉइन्स उनके मालिकों द्वारा खर्च किए जा सकें, या सिस्टम की सुरक्षा को प्राथमिकता देना और उसकी मौद्रिक आपूर्ति के एक बड़े हिस्से को ऐसी कमज़ोरी के ज़रिए लूटे जाने से रोकना, जिसके बारे में कई सालों से पता था।
इस विवाद के केंद्र में यह दुविधा है कि हर गंभीर विकल्प उस सिद्धांत का उल्लंघन करता है जिसकी बिटकॉइन उपयोगकर्ता परवाह करते हैं। कुछ न करना आज के सहमति नियमों को बनाए रख सकता है, लेकिन इससे भविष्य में क्वांटम क्षमता वाले पक्ष उन कॉइन्स को ले सकते हैं जिनके मालिकों ने कभी इसकी सहमति नहीं दी। कमज़ोर कॉइन्स को फ़्रीज़ करने से यह चोरी रुक सकती है, लेकिन इससे लंबे समय से लागू खर्च की शर्तें पिछली तारीख़ से अमान्य हो जाती हैं। क्वांटम-प्रतिरोधी हस्ताक्षरों की ओर अनिवार्य रूप से स्थानांतरण करना समझदारी भरा इंजीनियरिंग कदम हो सकता है, लेकिन यह समय-सीमा के दबाव में चलने वाली जब्ती व्यवस्था जैसा भी लग सकता है। यह बहस इतनी अप्रिय इसलिए है कि ऐसा कोई साफ़ रास्ता नहीं है जो एक ही समय में संपत्ति के अधिकारों, आर्थिक पूर्वानुमेयता, सेंसरशिप-प्रतिरोध, पिछली प्रणालियों के साथ संगतता और उपयोगकर्ता की संप्रभुता—इन सभी को पूरी तरह सुरक्षित रखे।
इसीलिए मुझे यह समस्या बेहद दिलचस्प लगती है। इसके कई पहलू हैं: यह एक साथ तकनीकी, समाजशास्त्रीय, दार्शनिक और आर्थिक प्रकृति की है। इसलिए इस समस्या पर किसी भी गंभीर चर्चा में हर दृष्टिकोण पर विचार करना ज़रूरी है।
इस निबंध में मैं यह तर्क दूँगा कि क्वांटम माइग्रेशन पर बहस केवल इस सवाल तक सीमित नहीं है कि जोखिमग्रस्त बिटकॉइन को फ़्रीज़ किया जाए या नहीं। असल सवाल यह है कि जब एलिप्टिक कर्व हस्ताक्षर अब सही स्वामित्व की भरोसेमंद पुष्टि नहीं कर पाएँगे, तब संपत्ति-अधिकारों के कुल उल्लंघन को कैसे कम से कम किया जाए।
क्वांटम ख़तरा
बिटकॉइन की मौजूदा प्रमाणीकरण व्यवस्था यह सुनिश्चित करती है कि धनराशि केवल उसके असली मालिक ही खर्च कर सकें, और यह एलिप्टिक-कर्व क्रिप्टोग्राफ़ी पर निर्भर करती है। पुरानी ECDSA हस्ताक्षर पद्धति और Schnorr हस्ताक्षर, दोनों secp256k1 एलिप्टिक कर्व का इस्तेमाल करते हैं। सामान्य शास्त्रीय कंप्यूटिंग की मान्यताओं के तहत, सार्वजनिक कुंजी से निजी कुंजी निकालना गणनात्मक रूप से असंभव है। क्रिप्टोग्राफ़ी के लिए प्रासंगिक क्वांटम कंप्यूटर, जो Shor का एल्गोरिदम चलाता हो, इस मान्यता को बदल देता है: सार्वजनिक कुंजी उपलब्ध होते ही, पर्याप्त क्षमता वाला क्वांटम हमलावर उससे जुड़ी निजी कुंजी निकाल सकता है और धनराशि खर्च करने के लिए ऐसे लेन-देन पर हस्ताक्षर कर सकता है, जिसे नेटवर्क वैध मानकर स्वीकार करेगा। क्वांटम कंप्यूटर ECDSA और Schnorr के पीछे की उस कठिनाई-मान्यता को तोड़ने का ख़तरा पैदा करते हैं, जिसके अनुसार सार्वजनिक कुंजी से निजी कुंजी निकालना कठिन है।
यह अंतर महत्वपूर्ण है, क्योंकि सभी बिटकॉइन आउटपुट एक ही समय पर समान जानकारी उजागर नहीं करते। कुछ आउटपुट प्रकार तुरंत सार्वजनिक कुंजी प्रकट कर देते हैं और हमेशा असुरक्षित बने रहते हैं। अन्य प्रकार सार्वजनिक कुंजी को हैश के पीछे छिपाए रखते हैं, जब तक कि स्वामी खर्च न करे। इससे हमलों की दो व्यापक श्रेणियाँ बनती हैं। दीर्घकालिक हमला उन आउटपुट को निशाना बनाता है जिनकी सार्वजनिक कुंजियाँ पहले से ही ब्लॉकचेन पर दिखाई देती हैं, जैसे पुराने पे-टू-पब्लिक-की आउटपुट और टैपरूट आउटपुट। अल्पकालिक हमला खर्च किए जाने के क्षण में सिक्कों को निशाना बनाता है: स्वामी एक लेन-देन प्रसारित करता है, सार्वजनिक कुंजी दिखाई देने लगती है, और एक तेज़ क्वांटम हमलावर निजी कुंजी को इतनी जल्दी निकालने की कोशिश करता है कि वह लेन-देन को बदल सके या उससे आगे निकल सके।
माइनिंग का खतरा अलग है। ग्रोवर का एल्गोरिदम सैद्धांतिक रूप से वैध ब्लॉक हैश खोजने की ब्रूट-फोर्स प्रक्रिया को तेज़ कर सकता है, लेकिन यह केवल द्विघात गति-वृद्धि देता है, जबकि शोर का एल्गोरिदम सुपरबहुपद गति-वृद्धि देता है। इसलिए प्रतिस्पर्धात्मक लाभ इतना कम है कि माइनिंग के लिए क्वांटम कंप्यूटर का इस्तेमाल करना व्यावहारिक रूप से सार्थक नहीं है।
क्वांटम क्वांटम खतरा
मज़े की बात यह है कि क्वांटम कंप्यूटरों का खतरा खुद भी सुपरपोज़िशन की क्वांटम अवस्था में है। चिंता करने लायक क्वांटम कंप्यूटर बनेगा भी या नहीं, यह कोई नहीं जानता और कोई साबित नहीं कर सकता कि ऐसा होगा या नहीं। क्वांटम संशयवादी इस बात से इनकार नहीं करते कि शोर का एल्गोरिदम ECC को तोड़ सकता है। उनका दावा है कि यह मानने का कोई ठोस कारण नहीं है कि हम कभी इतना शक्तिशाली, त्रुटि-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटर बना पाएँगे, जो क्रिप्टोग्राफ़ी की दृष्टि से प्रासंगिक पैमाने पर शोर का एल्गोरिदम चला सके।
सब इस बात से सहमत हैं कि आज के शोरयुक्त क्वांटम प्रोसेसरों से ECC को तोड़ना संभव नहीं है। इसके लिए कई भरोसेमंद लॉजिकल क्यूबिट, बेहद कम त्रुटि दर, उच्च कोहेरेंस के साथ लंबी गणनाएँ और बड़े पैमाने पर सफलतापूर्वक काम करने वाला क्वांटम त्रुटि सुधार आवश्यक है।
एक मज़बूत संशयवादी तर्क यह है कि क्वांटम फ़ॉल्ट-टॉलरेंस थ्रेशोल्ड प्रमेय ऐसी मान्यताओं पर निर्भर करता है जिन्हें आवश्यक सटीकता के साथ भौतिक रूप से पूरा करना संभव न हो। इन मान्यताओं में पर्याप्त रूप से स्वतंत्र शोर, पर्याप्त सटीक गेट, अवांछित अंतःक्रियाओं पर सीमाएँ और एक विशाल प्रणाली में त्रुटियों को स्वीकार्य सीमा से नीचे बनाए रखने की क्षमता शामिल हैं। मिखाइल डायकोनोव का तर्क है कि यह प्रमेय आदर्शीकृत परिस्थितियाँ मानकर चलता है और यह नहीं बताता कि किसी वास्तविक डिवाइस में हर मान्यता को पूरा करने के लिए इंजीनियरिंग के स्तर पर कितनी सटीकता चाहिए।
गिल कलई की आलोचना अधिक संरचनात्मक है। उनका तर्क है कि वास्तविक परिस्थितियों के क्वांटम सिस्टम सहसंबद्ध शोर और शोर के संचय से प्रभावित हो सकते हैं, जो उच्च-गुणवत्ता वाले क्वांटम त्रुटि-सुधार कोड के निर्माण को रोकते हैं। अपने 2011 के शोधपत्र में, वे प्रस्तावित करते हैं कि क्वांटम कोड के भौतिक कार्यान्वयन, स्टोकेस्टिक प्रणालियों में सहसंबंध और संचित शोर, विस्तारक्षम क्वांटम कंप्यूटरों की विफलता का कारण बन सकते हैं।
यह संदेहवादियों का सबसे मजबूत तर्क हो सकता है: क्वांटम त्रुटि सुधार तभी काम करता है, जब शोर को नियंत्रित किया जा सके। यदि वास्तविक, बड़ी संख्या में क्यूबिट वाले सिस्टम प्रतिकूल रूप से सहसंबद्ध त्रुटियाँ पैदा करते हैं, तो अधिक क्यूबिट जोड़ने से कंप्यूटर और भी नाज़ुक तथा अविश्वसनीय हो सकता है।
क्वांटम स्केलेबिलिटी एक बड़ा अनसुलझा सवाल है। संदेहवादियों का तर्क है कि 50, 100 या 1,000 भौतिक क्यूबिट से हुई प्रगति को सीधे लाखों भौतिक क्यूबिट या हज़ारों तार्किक क्यूबिट तक नहीं बढ़ाया जा सकता। क्वांटम सिस्टम एनालॉग होते हैं, नाज़ुक होते हैं और अपने परिवेश से जुड़े रहते हैं। इंजीनियरिंग की चुनौती सिर्फ़ “ज़्यादा क्यूबिट बनाना” नहीं है; बल्कि “क्रॉसटॉक, रिसाव, सहसंबद्ध त्रुटियों, कैलिब्रेशन में बदलाव, तापीय प्रभावों, मापन त्रुटियों, निर्माण में भिन्नता और नियंत्रण-शोर को दबाते हुए ज़्यादा क्यूबिट बनाना” है। इसी वजह से आलोचक समयसीमा के सीधे-सादे अनुमानों को खारिज करते हैं। उनके अनुसार, “इस दशक में हमने क्यूबिट की संख्या X से बढ़ाई, इसलिए साल Y तक हम ECC को तोड़ देंगे” कहना कमज़ोर तर्क है।
आख़िरकार, क्वांटम कंप्यूटरों के प्रदर्शनों से पता चला है कि मौजूदा डिवाइस केवल सावधानी से चुने गए सैंपलिंग कार्यों में ही क्लासिकल सिमुलेशन से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं। आलोचकों की यह बात सही है कि इससे इस बारे में बहुत कम पता चलता है कि पर्याप्त विश्वसनीयता के साथ शोर के एल्गोरिदम जैसे लंबे, सुव्यवस्थित एल्गोरिदम चलाकर 256-बिट ECC निजी कुंजी प्राप्त की जा सकती है या नहीं।
पोस्ट-क्वांटम माइग्रेशन क्यों मायने रखता है
यह मान लें कि क्रिप्टोग्राफ़ी के लिए प्रासंगिक क्वांटम कंप्यूटर आ जाता है। ऐसे में, बिटकॉइन उपयोगकर्ताओं को पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़ी का विकल्प देना भर क्वांटम हमले को रोकने के लिए पर्याप्त नहीं होगा। क्वांटम हमले के प्रति संवेदनशील बिटकॉइन में शुरुआती पे-टू-पब्लिक-की कॉइन, दोबारा इस्तेमाल की गई सार्वजनिक कुंजियों से नियंत्रित कॉइन, टैपरूट आउटपुट और वे मामले शामिल हैं जहाँ सार्वजनिक कुंजियाँ या विस्तारित सार्वजनिक कुंजियाँ चेन के बाहर उजागर हुई हैं। एक चौंकाने वाला आँकड़ा पुराने P2PK आउटपुट में BTC का संकेंद्रण है: गिनती के हिसाब से ये UTXO का बहुत छोटा हिस्सा हैं, लेकिन मूल्य के लिहाज़ से इनकी हिस्सेदारी कहीं अधिक है—लगभग 1.7 मिलियन BTC। आउटपुट के प्रकारों, गतिविधि के पैटर्न और ज्ञात स्वामित्व के ऑन-चेन विश्लेषण से मिले व्यापक अनुमानों के आधार पर हमारा मानना है कि अगर सभी सक्रिय बिटकॉइन उपयोगकर्ता अपने वॉलेट को पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफ़ी पर माइग्रेट कर लें, तब भी कम-से-कम 2.6 मिलियन BTC संवेदनशील रहेंगे।
इसलिए, पोस्ट-क्वांटम (PQ) क्रिप्टोग्राफी को चुनकर अपनाने पर भी, हमें यह अपेक्षा करनी चाहिए कि प्रणालीगत जोखिम जितनी बड़ी मात्रा में असुरक्षित कॉइन अनिश्चित काल तक मौजूद रहेंगे। क्वांटम हमलावर इन कॉइनों का इस्तेमाल सिस्टम को कई तरह से नुकसान पहुँचाने के लिए कर सकता है—सिर्फ़ इन्हें बेचकर BTC का स्पॉट मूल्य गिराने के लिए नहीं। इसलिए, इन असुरक्षित कॉइनों को क्वांटम खतरे से बचाने के लिए नियमों में किसी ऐसे बदलाव की ज़रूरत है जो क्वांटम हमलावर को प्रभावी रूप से “बाहर रखे”।
इस मुद्दे पर अक्सर “ज़ब्ती,” “नष्ट करना,” “फ़्रीज़ करना,” “चुराना” या “वसूली” जैसे शब्द इस्तेमाल किए जाते हैं, लेकिन ये अलग-अलग तरीकों का वर्णन करते हैं। फ़्रीज़ करने से कॉइन राज्य, माइनरों, डेवलपरों या किसी वसूली फ़ंड को हस्तांतरित नहीं होंगे। अपने सबसे बुनियादी रूप में, इसका अर्थ होगा कि सर्वसम्मति के नियमों को इस तरह बदला जाए कि कुछ आउटपुट अब असुरक्षित ECDSA या Schnorr हस्ताक्षरों का इस्तेमाल करके खर्च न किए जा सकें। इसी वजह से इसके समर्थक कभी-कभी “ज़ब्त करना” कहने के बजाय “नष्ट करना” कहते हैं: कॉइन किसी और को नहीं सौंपे जाते; वे अपनी निजी कुंजी के ज़रिए खर्च नहीं किए जा सकते। लेकिन जिस असली मालिक के पास अब भी मूल कुंजी है, उसके लिए इसका व्यावहारिक असर ज़ब्ती जैसा महसूस हो सकता है: जो खर्च पहले मान्य था, वह अब मान्य नहीं रहेगा।
BIP-361 माइग्रेशन की अवधारणा को चरणों में बाँटता है। सबसे पहले, क्वांटम-प्रतिरोधी एड्रेस प्रकार उपलब्ध होने के बाद, Bitcoin नेटवर्क क्वांटम हमलों के प्रति संवेदनशील एड्रेस पर नए कॉइन भेजने की अनुमति देना बंद कर देगा। बाद में, कई वर्षों की अवधि बीत जाने के बाद, पुराने ECDSA और Schnorr स्पेंड अमान्य हो जाएँगे। अंत में, उन उपयोगकर्ताओं के लिए रिकवरी विकल्पों का प्रश्न बाकी रहता है जो टूट चुकी ECC पर पूरी तरह निर्भर हुए बिना यह साबित कर सकते हैं कि वे वैध मालिक हैं—जैसे सीड फ़्रेज़ या HD वॉलेट संरचना से प्राप्त ज़ीरो-नॉलेज प्रूफ़ के ज़रिए। इस प्रस्ताव का मुख्य उद्देश्य पोस्ट-क्वांटम सिग्नेचर एल्गोरिदम चुनना नहीं है; बल्कि इसका लक्ष्य ऐसे प्रोत्साहन और समय-सीमाएँ तय करना है कि उपयोगकर्ता, एक्सचेंज, कस्टोडियन, वॉलेट और संस्थान समय रहते वास्तव में माइग्रेट करें, जिससे हम क्वांटम हमले को रोकने के लिए ECC को चरणबद्ध तरीके से हटा सकें।
फ्रीज़ करने के पक्ष में तर्क
फ्रीज़ के पक्ष में सबसे मज़बूत तर्क एक सरल दावे से शुरू होता है: जो क्वांटम हमलावर सार्वजनिक कुंजी से निजी कुंजी निकालता है, वह किसी भी नैतिक रूप से सार्थक अर्थ में वैध मालिक नहीं है। इस नज़रिए से, “कमज़ोर कॉइन को बस ले जाने देना” तटस्थता नहीं है; इसका अर्थ है नए प्रकार के लोगों को पुराने आउटपुट लूटने देना, क्योंकि प्रोटोकॉल उस ताले को मज़बूत करने में विफल रहा जिसे कमज़ोर माना जाता है। फ्रीज़ के समर्थकों का तर्क है कि क्वांटम चोरी की अनुमति देने से होने वाला नुकसान केवल लापरवाह मालिकों तक सीमित नहीं होगा, बल्कि सभी धारकों को प्रभावित करेगा, क्योंकि सफल क्वांटम लूट से संपत्ति उन लोगों के पास चली जाएगी जिनके पास सबसे पहले क्वांटम क्षमता होगी। यह समस्याजनक है, क्योंकि अपेक्षाकृत कम संसाधन खर्च करके प्राप्त किए गए इतने सारे बिटकॉइन किसी एक व्यक्ति के हाथों में होना पारिस्थितिकी तंत्र की सुरक्षा के लिए काफ़ी ख़तरनाक हो सकता है। बिटकॉइन का सुरक्षा मॉडल यह मानता है कि प्रतिभागी आर्थिक रूप से तर्कसंगत होते हैं और अपने कॉइन का मूल्य सुरक्षित रखने के लिए प्रेरित होते हैं, लेकिन क्वांटम क्षमता रखने वाला कोई व्यक्ति इस धारणा को तोड़ सकता है। फ्रीज़ के पक्ष में तर्क यह है कि बिटकॉइन को ECC तोड़ने वाली पहली संस्थाओं को ऐसे साधन नहीं देने चाहिए जिनका इस्तेमाल सिस्टम को नुकसान पहुँचाने के लिए किया जा सके।
यह तर्क उन कॉइनों के मामले में विशेष रूप से सही है जिनके खो जाने की आशंका है। यदि क्वांटम हमलावर अचानक खोए हुए कॉइनों को वापस हासिल कर सकते हैं, तो प्रभावी रूप से प्रचलन में मौजूद आपूर्ति बढ़ जाती है। इससे औपचारिक 21 मिलियन की सीमा का उल्लंघन नहीं होता, लेकिन आर्थिक परिदृश्य बदल जाता है: जो कॉइन बाज़ार की नज़र में निष्क्रिय हो चुके थे, वे फिर से प्रचलन में आ सकते हैं—संभवतः तेज़ी से और कुछ ही हाथों में केंद्रित होकर।
फ्रीज़ के पक्षधर यह भी तर्क देते हैं कि ख़तरा केवल सामान्य मुनाफ़ा कमाने की कोशिश तक सीमित नहीं है। क्वांटम-सक्षम विरोधी राजनीतिक उद्देश्यों से बिटकॉइन पर हमला कर सकता है, बाज़ारों को अस्थिर कर सकता है, जनता के भरोसे को कमज़ोर कर सकता है, कई वर्षों तक नेटवर्क को परेशान कर सकता है, या नेटवर्क पर 51% हमला करने के लिए पर्याप्त हैशरेट भी हासिल कर सकता है। इसमें शामिल गेम थ्योरी का विश्लेषण दिखाता है कि हम यह मानकर नहीं चल सकते कि हमलावर कमज़ोर BTC को समेटकर बेच देगा और फिर आराम से चला जाएगा; रणनीतियों और अवांछित नतीजों की गुंजाइश कहीं अधिक व्यापक है।
स्रोत: BitcoinMagazine
