Квантовые вычисления могут показаться научной фантастикой, но они могут появиться раньше, чем ожидалось.
11 января 2024 года Всемирный экономический форум назвал искусственный интеллект (ИИ) и квантовые вычисления новыми угрозами в отчете, посвященном тому, как квантовые вычисления могут угрожать существующему технологическому ландшафту.
Хотя ученые-компьютерщики и разработчики согласны с тем, что на разработку квантовых вычислений потребуется еще несколько лет, исследования в этой области очень активны.
В государственном секторе все страны «Большой семерки» активно участвуют в проектах квантовых вычислений. По данным Quantum Resistant Ledger, в частном секторе семь из десяти крупнейших технологических компаний «либо публично конкурируют за доминирование на рынке, либо участвуют в той или иной степени».
Так когда же квантовые вычисления станут достаточно мощными, чтобы угрожать современным криптографическим системам, например тем, которые защищают криптовалюты?
Согласно отчету Reuters за декабрь 2023 года, Тило Кунц, исполнительный вице-президент компании по кибербезопасности Quantum Defen5e (QD5), сообщил представителям Агентства оборонных информационных систем, что день Q — день, когда квантовые вычисления смогут нарушить действующие стандарты безопасности — может наступить как уже в 2025 году.
Крупнейшие организации финансового мира это заметили. В июне 2023 года Банк международных расчетов запустил «Проект скачок», целью которого является разработка квантово-устойчивых платежных систем совместно с Банком Франции и Немецким Бундесбанком.
Итак, учитывая зловещие прогнозы и центральные банки, пытающиеся защитить платежи, как индустрия блокчейнов и криптовалют может подготовиться к дню Q? Кто-нибудь готов?
Почему квантовые вычисления опасны для блокчейнов?
Дэвид Чаум, известный ученый-компьютерщик и основатель пост-квантовой устойчивой блокчейн-сети XX Network, объяснил Cointelegraph, как квантовые вычисления могут «испарить» блокчейн.
Квантовые вычисления могут поставить под угрозу алгоритм SHA-256 — криптографическую хэш-функцию, которая служит основной защитной стеной для обеспечения доступа к активам на основе блокчейна, таким как криптовалюты.
Впоследствии квантовые компьютеры могут нарушить консенсус блокчейна, создав фальшивые сообщения, которые могут заблокировать протокол консенсуса. Чаум сказал:
«Квантовые вычисления могут уничтожить существующие блокчейны, подделав подписи узлов. Ты можешь их уничтожить.
Они также могли легко взломать закрытые ключи, что сделало средства уязвимыми для кражи.
Предложение Виталика Бутерина защитить Ethereum
Виталик Бутерин, соучредитель сети Ethereum, представил возможное решение квантовой проблемы блокчейна.
9 марта 2024 года Бутерин предложил решение, предполагающее хард-форк, открыв дискуссию о том, как подготовить блокчейн к квантовой чрезвычайной ситуации.
Бутерин объяснил, что квантовые компьютеры могут взломать учетную запись Ethereum и раскрыть закрытый ключ, используя только открытый ключ.
Недавнее: бычий рынок DeFi обманывает ожидания из-за RWA и «рекурсивных раздач»
Как объяснил Бутерин, единственными учетными записями Ethereum, защищенными от квантовой атаки, будут кошельки, которые никогда не завершали транзакцию, поскольку они не раскрыли бы свой открытый ключ.
Конечно, это не является распространенной практикой среди держателей криптовалюты, поэтому под угрозой окажутся почти все кошельки.
По мнению Бутерина, технология, необходимая для того, чтобы сделать Эфириум невосприимчивым к квантовой атаке, может быть разработана «завтра»:
«У нас уже есть все возможности для создания довольно простой вилки восстановления, которая поможет справиться с такой ситуацией».
Решение, предложенное Бутерином, основано на доказательстве владения криптоактивами или кошельком путем применения резервного ключа в качестве запасного варианта.
Концепция была представлена в 2021 году в статье «W-OTS(+) в моем рукаве!» Скрытый безопасный резерв для криптовалютных кошельков» криптографов Чаума, Марио Ларангейры, Марио Яксетига и Уильяма Картера, которые предложили механизм генерации ключей, позволяющий пользователям генерировать резервный ключ, который надежно вложен в секретный ключ схемы подписи.
В случае утечки секретного ключа резервный ключ будет генерировать доказательство владения и восстанавливать свои средства в обновленном квантово-устойчивом блокчейне — по сути, посредством хард-форка в блокчейне.
Таким образом, если возникнет квантовая чрезвычайная ситуация, пользователи загрузят новое программное обеспечение кошелька и подтвердят свое право собственности с помощью резервного варианта. Бутерин отметил, что в результате этой процедуры лишь «немногие пользователи потеряют свои средства».
Гипотетический хардфорк откатит сеть Ethereum до блока, где произошла крупномасштабная кража.
Иллюстрированная диаграмма теоретического предложения Бутерина по улучшению Эфириума. Источник: Ethereum Research. Влияние квантового решения на цену ETH.
Чаум заявил, что решение Бутерина не идеально и может создать некоторую турбулентность для пользователей Ethereum.
Как объяснил Чаум, если Эфириум не внедрит механизм квантового сопротивления перед квантовой атакой, экстренное решение, предложенное Бутериным, заставит цепочку восстановить.
Криптограф объяснил, что необходимо будет построить новую цепочку со встроенными в ее ядро квантовоустойчивыми мерами. Как только это будет достигнуто, активы могут быть перемещены в новый кошелек в новой цепочке.
Во время этого процесса блокчейн Ethereum необходимо будет приостановить на неизвестное время, пока он не будет восстановлен до нового квантово-устойчивого блокчейна. Чаум заявил, что эта процедура может занять годы.
Он заявил, что не следует недооценивать последствия внезапной остановки одного из самых активных блокчейнов, заявив, что они могут быть катастрофическими.
«Будет большой разрыв во времени. Я не уверен, что цена Эфира выдержит этот разрыв».
Джон Вудс, технический директор Algorand Foundation, рассказал Cointelegraph, что, хотя он и считает Бутерина «сверхкомпетентным», он считает, что Ethereum может сделать шаг дальше: «Очевидно, что этот пост представляет собой экстренный план действий, а не план действий». элегантный переход в эру постквантовой криптографии для Ethereum».
Недавнее: SEC нацелилась на Uniswap Labs, вызвав обеспокоенность по поводу ответственности за открытый исходный код
Algorand реализовал постквантовый механизм, используя подписи «Falcon», один из трех алгоритмов подписи, выбранных Национальным институтом стандартов и технологий для стандартизации.
Вудс призвал Ethereum принять Falcon для улучшения взаимодействия, поскольку его реализация «не ограничивается Algorand и имеет потенциал для внедрения в различные другие технологии распределенного реестра, блокчейны и связанные с ними системы».
Похоже, что в Эфириуме установлен экстренный протокол, позволяющий выжить в случае обнаружения квантовой чрезвычайной ситуации.
Однако экстренное решение имеет серьезные оговорки, которые должны заставить сообщество разработчиков Ethereum сосредоточиться на разработке квантовоустойчивых мер до наступления дня Q.