Вплив квантових обчислень ліквідності на безпеку криптовалюти: технічний аналіз

Квантовий прорив IBM: злом 6-бітного ECC ключа

Дослідники продемонстрували значний етап у потенційному впливі квантових обчислень на криптографію. Використовуючи 133-кубітний квантовий комп’ютер IBM, відомий як ibm_torino, вони успішно зламали шістибітний ключ криптографії з еліптичними кривими (ECC). Це досягнення, хоча й не становить негайної загрози для поточних систем криптовалют, є символічним кроком уперед у тестуванні захисту криптографічних протоколів.

Експеримент, проведений дослідником Стівом Тіппеконніком, використовував атакувальний підхід у стилі Шора для отримання приватного ключа з рівняння публічного ключа Q = kP. Квантова схема, що використовувалася в цьому процесі, була надзвичайно складною, складаючись з 340 000 шарів. Цей рівень складності підкреслює обчислювальну потужність, необхідну навіть для спрощеної версії зламу криптографічних ключів.

Технічні наслідки для безпеки Bitcoin та Ethereum

Хоча злам ключа на шість біт є помітним досягненням, він не становить негайної загрози для реальних криптовалютних активів. Bitcoin та Ethereum використовують ECC-256, який застосовує 256-бітну еліптичну криволінійну криптографію. Обчислювальна складність ECC-256 експоненційно більша, ніж у ключа на шість біт, використаного в експерименті.

Щоб поставити це в перспективу:

Різниця в складності астрономічна, що робить сучасне квантове обладнання нездатним зламати ECC-256 за допомогою існуючих технологій і методологій.

Майбутні етапи в квантовій криптоаналізі

Квантовий вчений П'єр-Люк визначає дві критичні області для розвитку криптоаналізу квантових обчислень:

1. Виправлення помилок: Поліпшення стабільності та надійності квантових обчислень.
2. Модульна арифметика: Підвищення ефективності математичних операцій, що є основою криптографічних алгоритмів.

Прогрес у цих сферах є вирішальним для масштабування квантових атак з іграшкових експериментів до реальних розмірів ключів, що використовуються в криптовалютних системах.

Кількісна оцінка ризику: оцінка Віталіка Бутеріна

Співзасновник Ethereum Віталік Бутерін оцінив ймовірність у 20%, що квантові комп'ютери можуть скомпрометувати сучасну криптографію до 2030 року. Ця оцінка враховує поточний темп розвитку квантових обчислень та стійкість існуючих криптографічних систем.

Потенційний вплив є значним, враховуючи значну вартість, що забезпечується гаманцями та блокчейнами на основі ECC. Поточні оцінки свідчать про те, що понад $1 трильйонів активів покладаються на ECC-256 для безпеки.

Запобіжні заходи в управлінні криптовалютою

Деякі суб'єкти вже реалізують стратегії для пом'якшення потенційних загроз з боку квантових технологій. Наприклад, Сальвадор, який тримає Bitcoin як частину свого національного казначейства, розподілив свої 6,284 BTC ( вартістю $681 мільйон) по 14 різним адресам. Цей підхід обмежує максимальні активи в будь-якому окремому гаманці до 500 BTC.

Раціональність цієї стратегії полягає у зменшенні ризику шляхом мінімізації повторного використання адрес, де публічні ключі постійно видимі в блокчейні. Цей метод відповідає найкращим практикам у суверенній кастодії та демонструє проактивний підхід до проблем безпеки в умовах квантових загроз.

Контрастні погляди на квантові загрози

Не всі експерти погоджуються з серйозністю квантової загрози для криптовалют. Грем Кук, колишній співробітник Google, стверджує, що математика, яка лежить в основі BIT, залишається “незламною” навіть перед обличчям квантових досягнень. Він ілюструє величезність виклику:

“Уявіть 8 мільярдів людей, кожен з яких має мільярд суперкомп'ютерів, які пробують мільярд комбінацій за секунду. Час, необхідний для цього, перевищить 10^40 років. Для контексту, всесвіт має лише близько 14 мільярдів років.”

Ця перспектива підкреслює астрономічні обчислювальні вимоги для зламу криптографічної безпеки Bitcoin, навіть за значного прогресу в квантових обчисленнях.

Відповідь галузі: Розробка блокчейнів, стійких до квантових атак

Фінансовий сектор, включаючи традиційні інституції, активно досліджує технології блокчейну, стійкі до квантових атак. Між 2020 і 2024 роками глобальні банки здійснили 345 інвестицій, пов'язаних з блокчейном, зосереджуючи увагу на таких сферах, як токенізація, зберігання та платіжні системи.

Деякі установи вже тестують квантово-безпечні цифрові активи. Наприклад, HSBC провела пілотну програму в 2024 році, використовуючи постквантову криптографію для токенізованого золота. Ця ініціатива сигналізує про те, що великі фінансові гравці вважають квантовий захист необхідним майбутнім компонентом інфраструктури фінансового ринку.

Технічні виклики та майбутні напрями

Хоча злам ключа ECC на шість біт не становить негайної загрози для Bitcoin чи Ethereum, це вказує на те, що прогрес у квантових обчисленнях переходить від теоретичних до практичних застосувань. Криптоіндустрія стикається з низкою технічних викликів у підготовці до ери пост-квантових обчислень:

1. Розробка та впровадження квантово-стійких криптографічних алгоритмів
2. Оновлення існуючих блокчейн-інфраструктур для підтримки нових криптографічних стандартів
3. Забезпечення зворотної сумісності з застарілими системами протягом перехідного періоду
4. Розгляд сценарію “збирати урожай зараз, розшифровувати пізніше”, де зашифровані дані можуть зберігатися для подальшої розшифровки

Ці виклики вимагають спільних зусиль криптографів, розробників блокчейну та спеціалістів з квантових обчислень для забезпечення довгострокової безпеки систем криптовалюти.