Автор: Omkar Godbol
Компиляция: AididiaoJP, Foresight News
Квантовые вычисления представляют потенциальный риск для всех мировых систем, зависящих от криптографии, — от крупных банков до государственных сетей, без исключения. Однако из-за децентрализованной природы и открытого реестрового дизайна криптовалюты, они, вероятно, станут первыми технологиями, которые будут по-настоящему «проверены».
«Криптовалюты — это канарейка в угольной шахте», — прямо заявил в интервью CoinDesk генеральный директор Quantum Xchange Эдди Зервигон. Компания специализируется на создании кибербезопасной инфраструктуры, устойчивой к квантовым атакам, и охватывает финансовый сектор и другие области. Он четко указал, что первое место, где возникнут проблемы, скорее всего, будет сеть криптовалют.
«Поскольку она децентрализована, она будет первой мишенью для атак», — сказал Зервигон. «Как только вы увидите, что это происходит там, это будет означать, что где-то уже появился квантовый компьютер, способный работать с криптографией».
Под «квантовым компьютером, способным работать с криптографией» понимается машина, способная эффективно запускать алгоритм Шора и взламывать эллиптическую криптографию (ECDSA over secp256k1), на которой основаны такие криптовалюты, как Биткоин. Этот алгоритм может эффективно решать задачу дискретного логарифмирования на эллиптической кривой, позволяя по открытому публичному ключу вычислить приватный ключ и таким образом получить контроль над активами в соответствующем кошельке. В настоящее время такой машины не существует. Но отраслевые оценки времени ее появления постоянно сжимаются, а не отодвигаются.
«Такие компании, как Microsoft, IBM и другие, вкладывающие миллиарды долларов в разработку квантовых компьютеров, в целом считают, что квантовые компьютеры, имеющие коммерческую и криптографическую значимость, появятся примерно к 2029 году», — сказал Зервигон. «Это не мои слова, а основано на публичных заявлениях таких людей, как Арвинд Кришна из IBM».
Эта временная оценка хорошо согласуется с недавними достижениями в аппаратном обеспечении и алгоритмах. Ранее в этом году исследование команды Google Quantum AI показало, что количество физических кубитов, необходимых для взлома эллиптической криптографии, защищающей основные криптовалюты, такие как Биткоин и Эфириум, снизилось до менее 500 000, что примерно в 20 раз меньше предыдущих оценок в миллионы. Исследование также отметило, что при предварительном вычислении некоторых фиксированных параметров атака на открытый публичный ключ может занять всего около 9 минут. Учитывая, что среднее время формирования блока в Биткоине составляет около 10 минут, это означает, что у злоумышленника есть вероятность успеть подделать подпись и перевести средства до подтверждения транзакции, после того как она попала в мемпул. Эти выводы побудили многих наблюдателей, включая Google, оценить так называемый «Q-день» (Q-Day, момент, когда квантовый компьютер, способный работать с криптографией, станет доступным для практического использования) примерно 2029 годом.
Тем временем Белый дом США стремится разработать мощный квантовый компьютер к 2028 году и планирует к 2030 году перевести высокоценные активы и федеральные данные на стандарты постквантовой криптографии. «Это задает график и создает ощущение срочности», — сказал Зервигон.
Скорость консенсуса — настоящий фактор риска
Не только Зервигон указывает, что ключевая слабость криптовалют заключается в медленных процессах управления, а не в самой криптографии.
Deutsche Digital Assets четко описали эту проблему как разницу в скорости между традиционными финансами и децентрализованными системами.
В своем анализе от 23 июля организация написала: «Настоящее различие — и честный ответ на нарратив о "особой уязвимости Биткоина" — заключается в скорости управления».
Объясняется это так: таким инвестиционным банкам, как JPMorgan Chase, не нужно получать согласие миллионов анонимных глобальных участников, прежде чем обновлять криптографическую инфраструктуру. «Им достаточно решения совета директоров, бюджета и поставщика. Крупные финансовые учреждения могут и будут переходить на постквантовые стандарты быстрее, тише и предсказуемее, чем децентрализованные публичные блокчейны. Это не критика Биткоина, а призыв серьезно отнестись к его процессам управления».
Академические исследования подтверждают эту оценку. В статье 2024 года, опубликованной на arXiv, «Время простоя, необходимое для достижения квантовой безопасности в Биткоине» указывается, что сама история обновлений Биткоина служит предостерегающим прецедентом.
Исследователи пишут: «Прежде чем будет запущен любой процесс обновления, среди майнеров Биткоина должен быть достигнут 90% консенсус относительно конкретных деталей обновления. Исторически значимые изменения в сети Биткоин встречали высокое сопротивление. Яркий пример — обновление SegWit в 2017 году».
Тогда обновление вызвало серьезный раскол в сообществе, что в конечном итоге привело к хард-форку блокчейна Биткоина и созданию сетей Bitcoin Cash и Bitcoin Gold. В статье также оценивается, что даже в идеальных условиях (вся пропускная способность сети используется для обновления, нулевые накладные расходы) нижний предел совокупного времени обработки, необходимого для перевода всех текущих уязвимых к квантовым атакам неизрасходованных выходов транзакций (UTXO) на адреса, безопасные с точки зрения постквантовой криптографии, составляет около 76 дней. Если распределить это на более длительный период, это значительно замедлит нормальные транзакции. Что еще важнее, из-за риска «мгновенной атаки» — как только пользователь инициирует транзакцию, раскрывая публичный ключ, злоумышленник может завершить взлом до формирования блока — вся миграция должна быть завершена до появления квантового компьютера, способного работать с криптографией, иначе существующие активы останутся под угрозой.
Таким образом, сами постквантовые криптографические алгоритмы (такие как стандартизированные NIST ML-DSA и другие) могут быть готовы вовремя. Реальная неопределенность заключается в том, сможет ли уровень управления Биткоина достичь достаточно высокого консенсуса за достаточно короткое время и завершить развертывание по всей сети.
«Q-день» — не момент времени, а тренд
Рынки часто моделируют квантовую угрозу как бинарное событие: алгоритмы шифрования работают до определенной даты, а затем внезапно полностью перестают работать. Зервигон считает, что такая модель ошибочна и недооценивает, насколько рано риск может начать проявляться на самом деле.
«Все говорят о моменте, когда алгоритм можно будет взломать», — сказал он. «На самом деле вам не нужно взламывать его мгновенно, чтобы добиться эффекта. Если я потрачу три или шесть месяцев на расшифровку данных, которые все еще имеют ценность, я достиг той же цели».
Это сжимает обычные временные рамки. Квантовому компьютеру не нужно иметь достаточную пропускную способность для взлома подписи в реальном времени, чтобы представлять угрозу. Ему достаточно пропускной способности, чтобы завершить взлом до того, как базовые данные или средства потеряют ценность для кражи. В реальности уже значительная доля Биткоинов (по оценкам исследований, около трети, что соответствует миллионам монет) имеют свой публичный ключ навсегда раскрытым в блокчейне. Эти активы, как только станут доступны квантовые компьютеры, могут столкнуться с «статической атакой» — злоумышленник может вычислять медленно, не соревнуясь со временем формирования блока.
Для всей криптоиндустрии это и предупреждение, и стресс-тест. Традиционные финансовые учреждения могут быстро мигрировать благодаря централизованному принятию решений, в то время как преимущество децентрализации публичных блокчейнов, таких как Биткоин, перед лицом внешней технологической угрозы, требующей высокой координации, может, наоборот, стать препятствием для реализации. В отрасли普遍 считается, что технические решения уже существуют; настоящее испытание — сможет ли управление успевать за временным окном.
Криптовалюты могут стать первой областью, которая подаст сигнал тревоги в квантовую эпоху. Как только канарейка упадет, более широкой финансовой инфраструктуре также придется столкнуться с тем же вызовом.
