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

По мере развития квантовых вычислений 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 гораздо раньше, чем считалось ранее.

Исследование показывает, что квантовые машины, выполняющие алгоритм Shor, могут решить 256-битную задачу дискретного логарифмирования на эллиптических кривых (ECDLP), обеспечивающую безопасность большинства блокчейнов, с меньшим числом 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 минуты, при этом выполнение возможно менее чем на 500,000 физических кубитах за минуты.

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

Кошельки Bitcoin под угрозой

Будущие квантовые угрозы для Bitcoin зависят от того, какое оборудование масштабируется первым, как отмечает Google. Быстрые системы могут позволить атаки практически в реальном времени во время транзакций, в то время как более медленные системы на начальном этапе будут нацеливаться на хранящиеся средства.

Как указано в статье, ключевые уязвимости включают повторное использование адресов, более старые типы кошельков и раскрытие публичного ключа во время транзакций, при этом миллионы BTC уже находятся под угрозой.

Атаки “на траты” (on-spend), при которых транзакция перехватывается и используется до подтверждения, могут оказаться выполнимыми в пределах примерно 10-минутного окна блока Bitcoin. Это бросает вызов давнему предположению о том, что комиссий за транзакции и скорость сети было бы достаточно для защиты от квантовых противников.

Спящие миллиарды под угрозой

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

По данным исследователей, примерно 1.7 million 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 конечном счете они могут быть разблокированы тем, кто первым получит доступ к криптографически релевантному квантовому компьютеру, или CRQC.

Это создает, как описывают аналитики, “фиксированный призовой фонд” для будущих атакующих — от государственных структур до частных компаний — и принуждение может оказаться сложным в децентрализованной и глобальной системе.

Майнинг безопасен, хотя и не полностью

Хотя квантовые компьютеры могут угрожать криптографии Bitcoin, Google отмечает, что сам майнинг не находится под немедленным риском. 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 для 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 быть атакованы с помощью квантовых методов.

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

Ранние и адреса Taproot особенно уязвимы, тогда как стандартные адреса сохраняют некоторую защиту, пока 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 million ETH под угрозой

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

Смарт-контракты не имеют постквантовой криптографии, из-за чего уязвимы данные в состоянии покоя, 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 KZG-коммиты, которые могут позволить постоянные бэкдоры.

Эффективное смягчение последствий требует массовой координации, ручных обновлений контрактов, более быстрой ротации ключей и перехода на постквантовую криптографию по всему экосистемному периметру.

Помимо Bitcoin и Ethereum

Квантовые уязвимости распространяются далеко за пределы Bitcoin и Ethereum, затрагивая форки, сайдчейны, приватные монеты и стейблкоины — на это обращает внимание Google.

Многие сети по-прежнему полагаются на криптографию на базе ECDLP, оставляя средства и приватность под угрозой, а много сигнатурные мосты и ключи администраторов создают дополнительные риски.

Даже блокчейны с сохранением приватности, такие как Zcash или Mimblewimble, могут столкнуться с ретроактивными атаками, позволяющими раскрыть прошлые транзакции или использовать эксплойты для инфляции.

Полный переход на постквантовую криптографию (PQC) достижим

Блокчейн-платформы все чаще размещают токенизированные реальные активы, включая облигации и недвижимость. При рыночных прогнозах, превышающих $16 trillion 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 протоколов, могут снизить подверженность рискам, только миграция на PQC обеспечит долгосрочную защиту от внезапных квантовых угроз, отмечает Google.

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

Новые криптографические подходы, включая решеточные (lattice) и хэш-основанные системы, уже тестируются и внедряются в отдельных сетях.

Некоторые проекты, такие как QRL и Abelian, были изначально построены с расчетом на устойчивость к квантовым атакам, тогда как другие, например Algorand, Solana и XRP Ledger, экспериментируют с интеграциями, безопасными для квантовых условий. Фонд Ethereum также усилил усилия по обновлению базовой инфраструктуры для постквантовой безопасности.

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

                    **Раскрытие:** Эта статья была отредактирована Vivian Nguyen. Для получения дополнительной информации о том, как мы создаем и проверяем контент, см. нашу Editorial Policy.