Bitcoin tidak harus langsung mengubah protokol inti untuk menghadapi ancaman komputer kuantum. Sebuah usulan dari peneliti StarkWare, Avihu Mordechai Levy, menunjukkan bahwa perlindungan kuantum masih mungkin dibangun di atas aturan Bitcoin yang sudah ada, meski biayanya tidak kecil dan penerapannya jauh dari sederhana.
Gagasan itu muncul di tengah kekhawatiran bahwa tanda tangan digital berbasis elliptic-curve yang dipakai Bitcoin bisa menjadi rentan jika komputer kuantum cukup kuat untuk menjalankan Shor’s algorithm secara efektif. Dalam skema yang diajukan, keamanan transaksi tidak lagi bertumpu pada mekanisme lama tersebut, melainkan pada pendekatan berbasis hash dan Lamport signatures yang dirancang lebih tahan terhadap serangan kuantum.
QSB sebagai jalur tanpa fork
Levy menamai rancangan itu Quantum Safe Bitcoin atau QSB. Skema ini disusun agar tetap berjalan di atas skrip Bitcoin yang sudah tersedia, sehingga tidak memerlukan perubahan pada protokol inti dan tidak bergantung pada soft fork.
Dalam makalahnya, Levy menegaskan bahwa QSB tetap aman sekalipun Shor’s algorithm benar-benar menjadi ancaman praktis. Ia menulis, “We present QSB, a Quantum Safe Bitcoin transaction scheme that requires no changes to the Bitcoin protocol and remains secure even in the presence of Shor’s algorithm.”
Cara kerja transaksi perlindungan kuantum
Pada level teknis, QSB mengganti tanda tangan elliptic-curve dengan tanda tangan Lamport yang berbasis hash. Pendekatan ini dipilih karena keamanan Lamport signatures tidak bergantung pada persoalan matematika yang menjadi sasaran utama komputer kuantum seperti pada elliptic-curve.
Desain tersebut juga menambahkan identitas kriptografis yang kuat agar transaksi tetap terlindungi. Dengan model ini, pihak yang mencoba memodifikasi transaksi tidak cukup hanya menebak atau memanipulasi data, karena perubahan apa pun tetap menuntut tanda tangan Lamport baru yang sah.
Komponen utama yang disorot dalam proposal
- Lamport signatures sebagai lapisan tanda tangan yang tahan kuantum.
- Hash-based puzzle sebagai syarat sebelum transaksi dipublikasikan.
- Transaction pinning untuk memaksa pihak yang mengubah transaksi mengerjakan ulang puzzle.
- Off-chain computation agar beban komputasi dikerjakan sebelum transaksi masuk ke jaringan.
Di pusat rancangan itu terdapat puzzle kriptografis yang harus diselesaikan terlebih dahulu sebelum transaksi dikirim ke jaringan. Makalah tersebut memperkirakan sekitar 70 triliun percobaan diperlukan untuk menemukan solusi yang valid, dan seluruh proses itu dilakukan secara off-chain.
Biaya yang menjadi penghalang
Setelah puzzle selesai, pengguna baru dapat mengirim transaksi yang sudah membawa bukti penyelesaiannya. Levy memperkirakan proses tersebut bisa dijalankan dengan perangkat keras komoditas seperti GPU, tetapi biayanya tetap mencapai beberapa ratus dolar per transaksi.
Angka itu memperlihatkan bahwa perlindungan kuantum tanpa fork memang mungkin secara teknis, namun belum efisien untuk penggunaan luas. Beban komputasi yang besar membuat pendekatan ini lebih dekat ke opsi darurat daripada solusi operasional harian.
Batas teknis di jaringan Bitcoin
Selain biaya, ada kendala lain yang membuat QSB sulit diterapkan secara praktis. Bitcoin membatasi skrip pada 201 opcode dan 10.000 byte, sehingga struktur transaksi harus sangat hemat ruang dan tetap cermat dalam pemakaian instruksi.
Setiap opcode tetap dihitung ke total, bahkan jika berada di cabang skrip yang tidak dipakai. Kondisi ini membuat desain transaksi QSB jauh lebih rumit dibanding transaksi Bitcoin biasa dan menambah tantangan bagi implementasinya.
Masih ada ancaman yang belum hilang
Levy menggambarkan rancangan ini sebagai langkah “last-resort”, bukan jawaban final untuk seluruh ekosistem. Makalahnya menilai biaya off-chain dan ukuran transaksi on-chain belum cocok untuk target throughput Bitcoin maupun kebutuhan mayoritas pengguna.
Di sisi distribusi, transaksi seperti ini juga berisiko dianggap non-standard oleh kebijakan relay yang berlaku sekarang. Akibatnya, penyebaran transaksi di jaringan publik bisa terhambat dan pengiriman mungkin harus dilakukan langsung ke mining pools.
Walau QSB ditujukan untuk menghadapi Shor’s algorithm, ancaman lain tetap perlu diperhitungkan. Levy mencatat bahwa Grover’s algorithm masih dapat memberi percepatan kuadratik bagi penyerang kuantum, sehingga ruang riset untuk solusi yang lebih efisien masih terbuka lebar.
Dorongan untuk bersiap juga datang dari perkembangan lain di luar Bitcoin. BIP-360 tengah memperkenalkan format alamat Pay-to-Merkle-Root untuk mendukung tanda tangan quantum-safe, sementara perusahaan seperti Google dan Cloudflare menargetkan transisi post-quantum dengan tenggat 2029. Dalam situasi ini, harga untuk menjaga Bitcoin tetap aman tanpa fork tampak mungkin dibayar, tetapi belum murah dan belum ramah untuk skala besar.
