Квантовые компьютеры представляют угрозу для сети Bitcoin стоимостью 2 триллиона долларов. BTQ Technologies утверждает, что предлагает решение.

Квантовый вызов для криптовалют

Обсуждения в СМИ часто выделяют криптовалюты как одну из самых уязвимых целей для квантовых вычислений, предполагая, что развитие этой технологии может вскоре сделать традиционные криптографические защиты устаревшими — возможно, в течение следующих десяти лет.

Процессоры на основе квантовых технологий способны выполнять определённые вычисления на скоростях, значительно превышающих возможности обычных чипов. Такое драматическое увеличение вычислительной мощности угрожает многим современным криптографическим системам, которые зависят от сложности и времени, необходимых для решения сложных математических задач.

В ответ на это исследователи активно ищут решения для нейтрализации этих рисков — аспект, который часто упускается из виду в сенсационных сообщениях о новых квантовых технологиях. Одним из многообещающих направлений является переход от современных методов шифрования с открытым ключом к альтернативам, таким как цифровые подписи на основе решёток, которые, как считается, более устойчивы к квантовым атакам.

Для устранения потенциальной уязвимости блокчейна Bitcoin на 2 триллиона долларов компания BTQ Technologies представила Bitcoin Quantum — разрешённый тестнет-форк Bitcoin, разработанный для противостояния квантовым угрозам.

По словам Криса Тама, главы по партнёрствам BTQ, эта открытая сеть позволяет майнерам, разработчикам и исследователям экспериментировать с транзакциями, устойчивыми к квантовым атакам, и оценивать их практические последствия до того, как на основной сети Bitcoin потребуется срочное внедрение изменений. Платформа оснащена обозревателем блоков и майнинговым пулом для немедленного доступа.

Как квантовые вычисления угрожают Bitcoin

Квантовые технологии создают две основные угрозы для Bitcoin: они могут позволить злоумышленникам получать приватные ключи из открытых, а также подорвать систему доказательства выполнения работы (proof-of-work), которая обеспечивает порядок транзакций и целостность сети.

С квантовыми компьютерами станет возможно быстро вычислять приватный ключ по соответствующему открытому ключу, что сделает кражу средств тривиальной задачей и разрушит всю модель безопасности, предупреждает Там.

«Этот процесс должен быть односторонним: вы создаёте открытый ключ из приватного, а не наоборот», — объяснил Там. — «Однако квантовые компьютеры могут эффективно решать задачу дискретного логарифмирования, которая считается сложной для классических компьютеров, но не в квантовом мире».

Обнадёживает то, что, по словам Тама, квантово-устойчивую безопасность можно достичь с помощью современных вычислительных ресурсов и алгоритмов. Постквантовая криптография использует схожие интерфейсы с современными цифровыми подписями, но основывается на математических задачах, которые гораздо сложнее для квантовых компьютеров.

Достижения в области квантово-устойчивой криптографии

«Мы по-прежнему используем алгоритмы цифровой подписи, но основные математические задачи смещаются от дискретных логарифмов к задачам, с которыми квантовым компьютерам, как считается, справиться сложнее», — сказал Там. — «Эти методы уже внедряются в международные криптографические стандарты».

Переход к постквантовой криптографии уже начался. Ещё в 2016 году Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) начал поиск новых алгоритмов для замены тех, что уязвимы перед квантовыми технологиями.

В августе 2024 года в США официально был стандартизирован постквантовый алгоритм под названием Dilithium (или цифровой алгоритм подписи на основе модульной решётки, ML-DSA), который также используется в Bitcoin Quantum.

Однако внедрение подобных решений в быстроразвивающихся секторах, таких как криптовалюты, идёт медленно, в основном из-за более высоких вычислительных затрат.

Постквантовые цифровые подписи значительно больше — как минимум в 200 раз превышают размер текущих подписей, используемых в транзакциях блокчейна или даже в мессенджерах, таких как WhatsApp.

«Существуют способы противодействовать квантовым рискам, но эти решения влекут за собой новые вызовы, особенно с точки зрения производительности и затрат на масштабное внедрение», — признал Там.

Сохранение основополагающей идентичности Bitcoin

Однако наибольшим препятствием может быть вовсе не технический аспект. Реализация подобных изменений потребует проведения жёсткого форка блокчейна Bitcoin — обновления, несовместимого с предыдущими версиями. Достижение консенсуса по столь фундаментальным изменениям, скорее всего, встретит сильное сопротивление сообщества.

Многие видные представители экосистемы Bitcoin считают, что жёсткий форк по сути создаст новую криптовалюту, отличную от оригинального Bitcoin.

Такие предложения, как BIP-360, направлены на введение адресных форматов, устойчивых к квантовым атакам, и постепенную миграцию, однако ни конкретный график, ни процесс перехода пока не определены.

Чтобы ответить на опасения тех, кто не спешит внедрять квантово-устойчивые меры, Там ссылается на загадочного создателя Bitcoin — Satoshi Nakamoto, как на высшую инстанцию.

«С самого начала Satoshi Nakamoto осознавал квантовую угрозу для существующей криптографии. Если вы изучите ранний код, то увидите, что Satoshi изменил процесс оплаты через несколько лет, понимая, что как только открытый ключ появляется в блокчейне, квантовый компьютер потенциально может получить приватный ключ», — объяснил Там.