Влияние квантовых вычислений на безопасность криптовалюты: Технический анализ

Квантовый прорыв IBM: взлом 6-Битного ECC ключа

Исследователи продемонстрировали значительный рубеж в потенциальном влиянии квантовых вычислений на криптографию. Используя 133-кубитный квантовый компьютер IBM, известный как ibm_torino, они успешно расшифровали шестибитный ключ эллиптической кривой криптографии (ECC). Это достижение, хотя и не представляет немедленной угрозы для текущих криптовалютных систем, является символическим шагом вперед в тестировании защиты криптографических протоколов.

Эксперимент, проведённый исследователем Стивом Типпеконником, использовал квантовую атаку в стиле Шора для получения закрытого ключа из уравнения открытого ключа Q = kP. Квантовая схема, использованная в этом процессе, была исключительно сложной, состоящей из 340 000 слоёв. Этот уровень сложности подчеркивает вычислительную мощность, необходимую даже для упрощённой версии взлома криптографических ключей.

Технические последствия для безопасности Биткойн и Эфириум

Хотя взлом шестибитного ключа является значительным достижением, он не представляет немедленной угрозы для реальных криптовалютных активов. Биткойн и Эфириум используют ECC-256, который применяет 256-битную эллиптическую кривую криптографию. Вычислительная сложность ECC-256 экспоненциально выше, чем у шестибитного ключа, использованного в эксперименте.

Чтобы поставить это в перспективу:

Разница в сложности астрономическая, что делает текущее квантовое оборудование неспособным сломать ECC-256 с существующими технологиями и методологиями.

Будущие вехи в квантовом криптоанализе

Квантовый ученый Пьер-Люк выделяет две критически важные области для развития криптоаналитических возможностей квантовых вычислений:

1. Исправление ошибок: Повышение стабильности и надежности квантовых вычислений.
2. Модульная арифметика: Повышение эффективности математических операций, лежащих в основе криптографических алгоритмов.

Прогресс в этих областях имеет решающее значение для масштабирования квантовых атак от игрушечных экспериментов до реальных размеров ключей, используемых в системах криптовалют.

Квантификация риска: Оценка Виталий Бутерина

Соучредитель Ethereum Виталик Бутерин оценил вероятность в 20%, что квантовые компьютеры могут подорвать современную криптографию к 2030 году. Эта оценка учитывает текущую скорость развития квантовых вычислений и надежность существующих криптографических систем.

Потенциальное воздействие значительно, учитывая существенную ценность, обеспеченную кошельками и блокчейнами на основе ECC. Текущие оценки предполагают, что более $1 триллиона активов зависят от ECC-256 для обеспечения безопасности.

Превентивные меры в управлении криптовалютой

Некоторые организации уже реализуют стратегии по смягчению потенциальных квантовых угроз. Например, Сальвадор, который держит Биткойн как часть своего национального казначейства, распределил свои 6,284 BTC (, оцененные в $681 миллионов ), по 14 различным адресам. Этот подход ограничивает максимальные запасы в любом отдельном кошельке до 500 BTC.

Рациональная основа этой стратегии заключается в снижении риска за счет минимизации повторного использования адресов, где открытые ключи постоянно видны в блокчейне. Этот метод соответствует лучшим практикам суверенного хранения и демонстрирует проактивный подход к проблемам безопасности в условиях квантовых технологий.

Контрастные взгляды на квантовые угрозы

Не все эксперты согласны с тем, насколько серьезна угроза квантовых вычислений для криптовалют. Грэм Кук, бывший сотрудник Google, утверждает, что основная математика Бита остается “непобедимой” даже перед лицом квантовых достижений. Он иллюстрирует огромность проблемы:

“Представьте себе 8 миллиардов человек, каждый из которых имеет миллиард суперкомпьютеров, пробующие миллиард комбинаций в секунду. Времени, необходимого для этого, было бы больше 10^40 лет. Для справки, возраст вселенной составляет всего около 14 миллиардов лет.”

Эта перспектива подчеркивает астрономические вычислительные требования для взлома криптографической безопасности Биткойна, даже с учетом значительного прогресса в квантовых вычислениях.

Ответ отрасли: Разработка квантово-устойчивого блокчейна

Финансовый сектор, включая традиционные учреждения, активно исследует квантово-устойчивые технологии блокчейна. С 2020 по 2024 год глобальные банки осуществили 345 инвестиций, связанных с блокчейном, сосредоточив внимание на таких областях, как токенизация, хранение и платежные системы.

Некоторые учреждения уже тестируют квантово-устойчивые цифровые активы. Например, HSBC провела пилотную программу в 2024 году, используя постквантовую криптографию для токенизированного золота. Эта инициатива сигнализирует о том, что крупные финансовые игроки рассматривают квантовую защиту как необходимый будущий компонент инфраструктуры финансового рынка.

Технические вызовы и будущие направления

Хотя взлом шестибитного ECC-ключа не представляет собой непосредственной угрозы для Bitcoin или Ethereum, он указывает на то, что прогресс в области квантовых вычислений переходит от теоретических к практическим приложениям. Криптоиндустрия сталкивается с рядом технических проблем в подготовке к постквантовой эре:

1. Разработка и внедрение квантово-стойких криптографических алгоритмов
2. Обновление существующих инфраструктур блокчейна для поддержки новых криптографических стандартов
3. Обеспечение обратной совместимости с устаревшими системами в переходный период
4. Рассмотрение сценария “собирать урожай сейчас, расшифровывать позже”, при котором зашифрованные данные могут храниться для будущей расшифровки

Эти вызовы требуют совместных усилий криптографов, разработчиков блокчейна и специалистов по квантовым вычислениям для обеспечения долгосрочной безопасности систем криптовалют.