Биткоин не подвержен квантовым рискам: вот почему.

Bitcoin Согласно новому исследованию, в настоящее время квантовым вычислениям не угрожает непосредственная опасность. Отчет CoinShares это опровергает широко распространенные опасения по поводу криптографической безопасности криптовалюты. 

Хотя квантовые компьютеры теоретически представляют опасность для некоторых биткоин-адресов, на практике опасность остается отдаленной и ограниченной по масштабу. В реальности можно скомпрометировать лишь около 10 200 BTC таким образом, чтобы это могло повлиять на рынки, а для взлома криптографии биткоина потребуются квантовые системы, в 100 000 раз более мощные, чем современные технологии.

Что делает биткоин уязвимым для квантовых атак?

Безопасность Биткоина основана на двух криптографических элементах, которые теоретически могут быть оспорены квантовыми компьютерами. Первый из них — это Алгоритм цифровой подписи эллиптической кривой (ECDSA)Теперь дополненная подписями Шнорра, которые авторизуют транзакции с использованием secp256k1. Вторая — это SHA-256, хеш-функция, используемая для майнинга и защиты адресов.

Алгоритм ШораМетод квантовых вычислений потенциально может решить проблему дискретного логарифма, лежащую в основе эллиптических кривых. Это приведет к раскрытию закрытых ключей, если станут видны открытые ключи. Однако это угрожает только адресам, где открытые ключи уже раскрыты, в первую очередь, устаревшим выходам Pay-to-Public-Key (P2PK).

Алгоритм Гровера может ослабить SHA-256, снизив его эффективную безопасность с 256 бит до 128 бит. Несмотря на это снижение, атаки методом перебора остаются вычислительно нецелесообразными. Что еще важнее, квантовые вычисления не могут изменить фиксированный лимит предложения биткоина в 21 миллион или обойти требования доказательства работы для проверки блоков.

Современные форматы адресов, такие как Pay-to-Public-Key-Hash (P2PKH) и Pay-to-Script-Hash (P2SH), скрывают открытые ключи за хешами, оставаясь безопасными до тех пор, пока средства не будут потрачены. Это означает, что подавляющее большинство биткоинов защищено от квантовых угроз.

Насколько велик реальный риск, которому подвержен биткоин?

Отчет CoinShares, подготовленный руководителем исследовательского отдела Кристофером Бендиксеном, напрямую опровергает предыдущие оценки, предполагающие, что от 20% до 50% всего биткоина уязвимо. Согласно анализу, примерно 1.6 миллиона BTC (8% от общего объема предложения) находятся на P2PK-адресах с общедоступными ключами.

Однако сумма, способная вызвать реальные рыночные потрясения, гораздо меньше. В кошельках, которые могут быть взломаны достаточно быстро, чтобы повлиять на ликвидность, находится всего 10 200 BTC. Эти монеты распределены следующим образом:

Анализ уязвимых участков биткоина:

• 7,000 BTC в кошельках, содержащих от 100 до 1,000 BTC.
• 3,230 BTC в кошельках, содержащих от 1,000 до 10 000 BTC (стоимостью 719.1 млн долларов США по текущим ценам).

Оставшиеся 1.62 миллиона BTC распределены по 32 607 отдельным адресам, на каждом из которых находится примерно 50 BTC. Даже при самых оптимистичных сценариях развития квантовых вычислений взлом этих адресов займет тысячелетия. Злоумышленнику потребуется скомпрометировать каждый адрес по отдельности, что делает массовую кражу нецелесообразной даже с использованием передовых квантовых систем.

Откройте для себя перспективные проекты...

Перспективные проекты...

(Рекламное объявление)

Продолжение статьи...

Почему мы находимся далеко от опасной территории?

Современные возможности квантовых вычислений значительно отстают от того, что потребовалось бы для того, чтобы угрожать Биткоину. Для взлома secp256k1 за один день потребуется квантовый компьютер с 13 миллионами физических кубитов, что примерно в 100 000 раз мощнее, чем самые большие системы сегодня.

Новейший квантовый компьютер Google, WillowБиткоин работает всего со 105 кубитами. Для взлома криптографии Биткоина за час потребуется система, в 3 миллиона раз более мощная, чем существующие технологии. Чарльз Гийеме, технический директор компании Ledger, занимающейся кибербезопасностью, объяснил CoinShares, что добавление каждого дополнительного кубита экспоненциально усложняет поддержание стабильности системы.

«Для взлома современной асимметричной криптографии потребуется порядка миллионов кубитов. У компьютера Willow, принадлежащего Google, всего 105 кубитов. И как только вы добавите еще один кубит, поддерживать систему когерентности станет экспоненциально сложнее», — заявил Гийеме.

По оценкам, криптографически значимые квантовые компьютеры могут появиться не раньше 2030-х годов. Кратковременные атаки, требующие вычислений менее 10 минут, остаются невозможными в течение десятилетий. Долгосрочные атаки на P2PK-адреса могут стать осуществимыми в течение десятилетия, но для них все равно потребуются годы вычислений на каждый адрес.

Следует ли Биткоину сейчас применять агрессивные меры вмешательства?

Сообщество Биткоина по-прежнему разделено во мнениях относительно того, следует ли немедленно внедрять обновления, устойчивые к квантовым атакам, или подождать более очевидных угроз. Некоторые видные деятели, включая исполнительного председателя Strategy Майкла Сэйлора и генерального директора Blockstream Адама Бэка, утверждают, что опасения по поводу квантовых атак преувеличены и не приведут к сбоям в сети в течение десятилетий.

Другие, например, основатель Capriole Investments Чарльз Эдвардс, рассматривают квантовые вычисления как потенциальную угрозу существованию криптовалюты, требующую немедленных действий. В отчете CoinShares высказываются возражения против агрессивных мер, таких как преждевременные хардфорки для сжигания уязвимых монет или внедрение непроверенной криптографии, устойчивой к квантовым атакам.

Внедрение новых форматов адресов до полной проверки криптографических принципов сопряжено со значительными рисками. Без практических квантовых компьютеров для тестирования разработчики не смогут убедиться в работоспособности решений, устойчивых к квантовым атакам. Преждевременная реализация может привести к растрате ресурсов на разработку неэффективных или устаревших решений.

Доктор Адам Бэк заявил CoinShares, что биткоин может развиваться, проявляя защитную активность, когда это необходимо. 

«Биткойн может использовать постквантовые подписи. Подписи Шнорра проложили путь для дальнейших усовершенствований, и Биткойн может продолжать развиваться, сохраняя при этом свою устойчивость», — пояснил он. 

Софтфорк может ввести квантово-устойчивые подписи, позволяющие пользователям добровольно переводить средства, одновременно отслеживая прогресс в области квантовых вычислений.

Заключение

Биткоин сталкивается с ограниченными и отдаленными угрозами со стороны квантовых вычислений. Современные технологии по-прежнему в 100 000 раз менее мощны, чем то, что потребовалось бы для взлома криптографии Биткоина, и появление соответствующих квантовых систем маловероятно в течение как минимум десяти лет. 

Даже при оптимистичных сценариях технологического прогресса для кражи всего 10 200 BTC могут быть взломаны достаточно быстро, чтобы повлиять на рынки, в то время как на кражу оставшихся уязвимых монет уйдут тысячелетия. Архитектура Биткоина позволяет проводить необходимые защитные обновления посредством мягких форков, предоставляя достаточно времени для упреждающей адаптации без ущерба для основных принципов сети — неизменности и децентрализации.

Ресурсы

1. Отчет от CoinSharesКвантовая уязвимость в Биткоине: управляемый риск

2. Отчет от CoinDeskВот почему квантовая угроза для биткоина может быть меньше, чем опасаются люди:

3. Статья в блоге от ClassiqКвантовая криптография — объяснение алгоритма Шора.

4. Статья в блоге от GoogleПредставляем Willow, наш передовой квантовый чип.