Google предупреждает, что шифрование Bitcoin может быть взломано при меньшем количестве квантовых ресурсов, чем ожидалось

С прогрессом в квантовых вычислениях стоимость атаки на Bitcoin может резко снизиться.

В новом анализе Google предупреждает, что криптоактивы, такие как Bitcoin и Ethereum, могут оказаться уязвимыми для квантовых атак намного раньше, чем ранее оценивалось.

Исследование показывает, что квантовые машины, выполняющие алгоритм Шора, могли бы решить 256-битную задачу дискретного логарифмирования на эллиптических кривых (ECDLP), обеспечивающую безопасность большинства блокчейнов, используя меньшее число кубитов и вентилей.

Исследователи из Google оценивают, что 1 200–1 450 логических кубитов и 70–90 миллионов квантовых вентилей могут взломать 256-битное шифрование Bitcoin за считанные минуты, при этом выполнение возможно менее чем на 500 000 физических кубитов за минуты.

Эти выводы указывают, что квантовые атаки могут стать осуществимыми гораздо раньше, чем предполагали более ранние оценки.

Кошельки Bitcoin под угрозой

Будущие квантовые угрозы для Bitcoin зависят от того, какое оборудование масштабируется первым, согласно Google. Быстрые системы могут позволить атаки практически мгновенно во время транзакций, тогда как более медленные системы вначале нацелятся на хранящиеся средства.

Как отмечается в статье, ключевые уязвимости включают повторно используемые адреса, более старые типы кошельков и раскрытие открытого ключа во время транзакций, при этом под угрозой уже находятся миллионы BTC.

Атаки «на потраченные средства» (on-spend), когда транзакцию перехватывают и используют до подтверждения, могут оказаться выполнимыми в пределах примерно 10-минутного окна блока Bitcoin. Это бросает вызов устоявшемуся предположению о том, что комиссии за транзакции и скорость сети обеспечат достаточную защиту от квантовых противников.

Заснувшие миллиарды под угрозой

Помимо активных транзакций, крупнейшей непосредственной целью могут стать бездействующие запасы.

По данным исследователей, примерно 1,7 миллиона Bitcoin, стоимостью в десятки миллиардов долларов, остаются запертыми в ранних форматах кошельков, известных как P2PK, многие из которых, как полагают, недоступны из-за утерянных ключей.

Эти активы нельзя обновить до стандартов, устойчивых к квантовым атакам, и в итоге их можно будет разблокировать тому, кто первым получит доступ к криптографически релевантному квантовому компьютеру, или CRQC.

Это создает, как описывают аналитики, «фиксированный пул наград» для будущих атакующих — от государственных структур до частных компаний, и обеспечение соблюдения мер может оказаться сложным в децентрализованной и глобальной системе.

Майнинг безопасен, но не полностью

Хотя квантовые компьютеры могут угрожать криптографии Bitcoin, Google отмечает, что сам майнинг не находится под непосредственной угрозой. Ускорения на основе квантового алгоритма Гровера ограничены, а обычные ASIC-майнеры по-прежнему доминируют по эффективности.

Однако внезапные атаки могут нарушить экономику сети. Успешная квантовая атака может обрушить стоимость Bitcoin, снизить стимулы майнеров и ухудшить производительность и безопасность сети.

Обновление Taproot улучшает приватность, но делает Bitcoin уязвимым для квантовых атак

Google предупреждает, что криптографические скрипты Bitcoin могут стать мишенью квантовых атак.

Средства контролируются через UTXO, открытые ключи и цифровые подписи, поэтому раскрытие при расходовании является критической уязвимостью.

Адреса Early и Taproot особенно уязвимы, тогда как стандартные адреса сохраняют некоторую защиту до тех пор, пока они не будут использованы.

В отчете отмечается, что Taproot представляет собой компромисс между функциональностью и квантовой безопасностью, и вводится P2MR как будущий тип скрипта, предназначенный для сохранения преимуществ Taproot при снижении квантового риска.

37 миллионов ETH под угрозой

Квантовые вычисления могут повлиять на Ethereum более серьезно, чем на Bitcoin, согласно Google.

Смарт-контракты не имеют постквантовой криптографии, из-за чего уязвим код, хранящийся без использования (at-rest), тогда как подписи BLS в Proof-of-Stake создают системные риски, если будет скомпрометировано достаточное число валидаторов.

Сети Ethereum layer 2 также опираются на квантово-уязвимые коммитменты KZG, которые могут позволить создать постоянные бэкдоры.

Эффективное смягчение последствий требует массовой координации, ручных обновлений контрактов, ускоренной ротации ключей и перехода к постквантовой криптографии по всему экосистеме.

Помимо Bitcoin и Ethereum

Квантовые уязвимости распространяются далеко за пределы Bitcoin и Ethereum, затрагивая форки, сайдчейны, монеты приватности и стейблкоины, подчеркивает Google.

Многие сети по-прежнему полагаются на криптографию на основе ECDLP, оставляя средства и приватность под угрозой, а многоразовые мосты с мультиподписью и админ-ключи создают дополнительные риски.

Даже блокчейны с защитой приватности, такие как Zcash или Mimblewimble, могут столкнуться с ретроактивными атаками, позволяя раскрыть прошлые транзакции или использовать эксплойты на инфляцию.

Полный переход на постквантовую криптографию (PQC) достижим

Блокчейн-платформы все чаще размещают токенизированные реальные активы, включая облигации и недвижимость. При рыночных прогнозах, превышающих $16 триллионов к 2030 году, эксперты предупреждают, что угрозы со стороны квантовых вычислений могут стать системным риском для финансовой системы в целом.

Хотя краткосрочные меры смягчения, такие как ротация ключей и обновления протокола, могут снизить уровень воздействия, только миграция на PQC обеспечит устойчивую защиту от резких квантовых угроз, отмечает Google.

Полный переход на постквантовую криптографию возможен, но только если работа начнется уже сейчас, подчеркивают исследователи Google.

Новые криптографические подходы, включая решетчатые и хеш-основанные системы, уже тестируются и внедряются в отдельных сетях.

Некоторые проекты, такие как QRL и Abelian, были созданы устойчивыми к квантовым атакам с самого начала, тогда как другие, например Algorand, Solana и XRP Ledger, экспериментируют с интеграциями, обеспечивающими квантовую безопасность. Фонд Ethereum также усилил усилия по обновлению базовой инфраструктуры для постквантовой безопасности.

Google призывает криптосообщество заранее подготовиться к квантовым атакам, внедрить PQC, устранить краткосрочные уязвимости и ответственно делиться информацией, чтобы защитить и средства, и общественное доверие.

                    **Раскрытие:** эту статью отредактировала Вивиан Нгуен. Чтобы узнать больше о том, как мы создаем и проверяем контент, ознакомьтесь с нашей редакционной политикой.