Comparativa de Firmas Postcuánticas para Bitcoin
Las firmas basadas en retículos tienen un tamaño que varía entre 1.600 y 4.000 bytes, en contraste con los 70-72 bytes de las firmas ECDSA.
Resultados del Análisis de Blockstream
Blockstream, la empresa cofundada por Adam Back, publicó el 18 de mayo un análisis comparativo sobre cuatro paradigmas de firmas postcuánticas aplicables a Bitcoin. La conclusión principal es que los esquemas basados en retículos son los más prometedores.
Este tipo de firmas presenta la ventaja de poder construir herramientas avanzadas similares a las disponibles en Bitcoin, como las multifirmas. Estas permiten que diferentes partes autoricen una transacción mediante una única firma, manteniendo la resistencia cuántica.
Limitaciones de Otras Familias de Firmas
Entre las cuatro familias evaluadas, tres tienen limitaciones que Blockstream considera cruciales:
- Firmas basadas en funciones hash: Aunque son seguras, no permiten combinar firmas, lo que las hace incompatibles con multifirmas y firmas de umbral. Sus tamaños oscilan entre 3.500 y 8.000 bytes, dependiendo del esquema.
- Firmas basadas en códigos correctores de errores: Generan firmas que superan los 10.000 bytes, lo cual excede los límites de espacio de bloque de Bitcoin. Estas son mucho más pesadas que las firmas de Schnorr (64 bytes) y ECDSA (70-72 bytes).
- Firmas basadas en isogenias: Proporcionan firmas compactas de entre 200 y 300 bytes, pero su complejidad matemática dificulta su implementación segura. Se necesitará un considerable tiempo de prueba antes de validarlas para Bitcoin.
Ventajas y Desafíos de las Firmas Basadas en Retículos
El informe de Blockstream indica que las firmas de retículos permiten generar tamaños entre 1.600 y 4.000 bytes mientras mantienen la capacidad de combinar claves y construir multifirmas. Según la empresa, esto abre la posibilidad de implementar avanzadas características postcuánticas.
Los retículos son fundamentales para ML-DSA (anteriormente conocido como Dilithium), el estándar de firma postcuántica aprobado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en 2024. Esta opción no es experimental; ha superado años de revisión criptográfica.
A pesar de su potencial, el informe destaca que la dificultad de implementación representa la limitación más significativa de esta familia criptográfica.
En comparación con los esquemas actuales en uso, las firmas basadas en retículos son considerablemente más pesadas. Son entre 22 y 55 veces más grandes que las firmas ECDSA, y entre 25 y 62 veces más que las de Schnorr, que se integró en Taproot en 2021. Estas diferencias generan preocupaciones sobre la capacidad de las transacciones de Bitcoin debido al límite fijo de espacio en los bloques.
Un aumento en el tamaño de las firmas significa menos transacciones por bloque, lo que conlleva comisiones más altas para los usuarios. Este impacto es uno de los retos que se deben abordar antes de una migración postcuántica en la red.
Investigaciones Actuales de Blockstream
En marzo, Blockstream llevó a cabo transacciones usando SHRINCS, su propio esquema postcuántico basado en funciones hash, en Liquid Network, la cadena lateral de Bitcoin. Aunque SHRINCS pertenece a la familia hash, esto indica que la compañía explora múltiples enfoques.
El informe del 18 de mayo se enfoca en los retículos como la opción de largo plazo para la base de Bitcoin, mientras que se continúan explorando los esquemas hash para situaciones donde la flexibilidad algebraica no es prioritaria. Cualquier evolución en la red requerirá consenso entre desarrolladores, mineros y operadores de nodos, para lo cual aún no hay propuestas formales o fechas definidas.
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