ケンブリッジ大学が11年かけてビットコインのストレステストを実施 – 研究で明らかになったこと

ケンブリッジ・オルタナティブ・ファイナンス・センターのWenbin WuとAlexander Neumullerによって実施されたこの研究は、インターネットの物理的パイプが破損したときにビットコインがどのように持ちこたえるかについての初の縦断的分析である。答えは、ほとんどの場合、問題ないということだ。

数値データ

800万のノード観測。658本の海底ケーブル。11年間で検証された385件の障害イベント。研究者が発見したのは、物理的な障害をほとんど目に見えるダメージなく吸収するネットワークだった。

記録されたケーブル障害の87%において、ビットコインノードの5%未満がオフラインになった。障害時の平均ノード影響:マイナス1.5%。中央値:マイナス0.4%。ほとんどのケーブル切断は単に影響を与えない。

真に損害を与えるランダム障害の閾値は、すべての国際間ケーブルの72%から92%が同時に故障する間にある。これは現実的なシナリオではない。

2024年3月にこれがリアルタイムで検証された。コートジボワール沖の海底擾乱により、7本または8本のケーブルが一度に切断された。地域のインターネット容量は43%低下した。グローバルで影響を受けたビットコインノード:5〜7。これはネットワークの0.03%である。

ネットワークが壊れない理由

研究者はビットコインを3層システムとしてモデル化した:海底ケーブルの物理層、ComcastやAWSのような企業が運営するルーティング層、そしてその上のビットコインピアツーピアオーバーレイ。

これらの層は疎結合である。物理的な障害は自動的に上方に連鎖しない。1つのルートが壊れると、トラフィックは再ルーティングされる。ネットワークは気づかない。

2026年までに、到達可能なビットコインノードの約64%がTorを介して動作する。元々はプライバシー対策として組み込まれたが、この研究はそれを構造的資産として再定義している。Torノードは、物理的なケーブルの地理にマッピングされない難読化された経路を介してルーティングする。地域のケーブルが故障した場合、Torベースのノードはあまり影響を受けない。研究者は、Torの採用が測定可能な範囲で回復力の閾値を高めることを発見した。

実際の脅威

この研究は2つの実際の脆弱性を特定している。第一に、特定のチョークポイントへの標的型攻撃は、障害閾値を92%から20%に低下させる。高トラフィックケーブルの組織的破壊工作は、ランダムな破損とは異なる問題である。

第二に、そして2026年においてより関連性が高いのは、ネットワークのルーティング層が5つのプロバイダーに大きく集中していることである:Hetzner、OVHcloud、Comcast、AWS、Google Cloud。規制圧力または協調行動を通じてこれらの5社だけを標的にすることで、10%のネットワーク切断を引き起こす可能性がある。これは、5社に圧力をかけることで達成される、地球上のほぼすべての海底ケーブルを切断することとほぼ同等である。

脅威は海底ではない。サーバールームである。ビットコインが政府レベルで戦略的備蓄に関する会話に入るにつれて、クラウドプロバイダーへの国内規制圧力は、物理的なケーブル破壊工作よりも妥当な攻撃ベクトルである。

量子の脅威

今日のインフラストラクチャの脅威とは別に、ビットコインコミュニティが正式に対処し始めているより長期的な問題がある:量子コンピューティング。

リスクは具体的である。量子コンピュータはECDSA、つまりビットコインの所有権を証明するデジタル署名システムを脅かす。マイニングプロセスを保護するSHA-256は、はるかに耐性がある。危険性は、十分に強力な量子マシンがブロックチェーン上で公開された公開鍵から秘密鍵をリバースエンジニアリングできることである。

400万から700万BTC、つまり供給量の最大33%が現在脆弱と見なされている。これには、公開鍵が台帳に直接投稿された初期時代のコイン、Satoshiの推定100万BTCを含む。トランザクションを送信し、まだ資金を保持しているアドレスも公開されている。なぜなら、トランザクションをブロードキャストすると公開鍵が明らかになるからである。

最新のアドレス形式は使用されるまで保護されている。しかし、それは恒久的な解決策ではない。

誰もが量子パニックの物語を信じているわけではない。ビットコイン開発者のMatt Caralloは、量子が本当に市場を怖がらせているなら、より高度な量子アップグレードロードマップを持つEthereumが比較的より良く持ちこたえている可能性が高いと指摘した。

Caralloはそれを長期的なリスクと呼び、現在の混乱を暗号の脅威ではなく、資本がAIに回転していることに帰した。より慎重な立場にいるVitalik Buterinでさえ、2030年以前に重要な量子のブレークスルーが起こる確率を約20%としている。それは何でもないわけではない。しかし、それは確実性でもない。そして、市場は今のところ同意しているようだ。

構築されているもの

2026年2月、BIP-360がビットコインコードベースにマージされた。これは最初の正式な量子防御措置である。それは、チェーン上で公開鍵を公開する可能性のある特定のTaproot機能を削除する。いくつかの企業は、DilithiumやFalconのような格子ベースの署名方式を試行する量子耐性テストネットを立ち上げた。トレードオフはサイズである:現在の署名は約70バイトであるが、格子ベースの代替は1,000を超える。手数料経済を破壊することなく、それをビットコインのブロック構造に収めることが、アクティブなエンジニアリング問題である。

専門家の立場

現在の量子ハードウェアは約100の使用可能な量子ビットにある。ビットコインへの実用的な攻撃には推定2,330の論理量子ビットが必要であり、ほとんどの分析では信頼できる脅威を少なくとも10年先に置いている。

今日最も真剣に受け止められている懸念は、突然の盗難ではない。それは今収穫して後で復号化することである。国家主体はすでにブロックチェーンデータを記録していると推定されている。彼らは今日鍵を破る必要はない。量子ハードウェアがスケジュール通りに成熟すれば、何年も前のトランザクションが遡及的に公開される。

エンジニアリング作業は開始された。脅威は現実である。不作為の窓は狭まっている。しかし、ゆっくりと。

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ケンブリッジが11年間かけてビットコインをストレステストした結果、研究で発見したことという投稿は、最初にCoindooに掲載されました。