В настоящее время обсуждение квантовых вычислений действительно становится очень важным. Особенно после того, как Виталик Бутерин опубликовал подробную дорожную карту, предупреждающую о будущей уязвимости Ethereum.

Смотрите, системы безопасности Ethereum в основном основаны на четырех столпах — подписи BLS уровня консенсуса, доступности данных KZG, проверке аккаунтов ECDSA и доказательствах нулевого знания. Всё это зависит от эллиптических кривых криптографии. И тут возникает проблема. Когда квантовые алгоритмы, такие как алгоритм Шора, работают на достаточно мощных квантовых компьютерах, эти системы могут быть взломаны. Исследования показывают, что вероятность появления таких машин к 2030 году — 20%. Это означает, что у нас мало времени.

Фонд Ethereum серьезно отнесся к этой проблеме и в январе создал команду по пост-квантовой безопасности. Под руководством Томаса Коратгера эта команда получила исследовательский грант в 2 миллиона долларов. В Booterin Devconekt прямо заявили, что эллиптическая криптография может потерпеть неудачу уже до 2028 года.

Итак, какое решение? Проект ETH2030 создал полностью пост-квантовую криптографическую стековую систему. В ней есть шесть квантово-устойчивых алгоритмов подписи, которые защищают от квантовых атак, подобных алгоритму Шора. Разработчики успешно протестировали более 20 900 тестов в 48 пакетах.

Но есть один компромисс — квантово-устойчивая проверка требует значительно больше газа. Проверка ECDSA стоит около 3 000 газа, тогда как квантово-устойчивая версия может достигать 200 000 газа. Для решения этой проблемы используют рекурсивную агрегацию STARK, которая сводит множество подписей к одному доказательству. Также добавлены 13 пользовательских предварительных условий EVM, ускоряющих проверку криптографии на основе решеток и доказательств STARK.

На уровне консенсуса ETH2030 внедряет двойную аутентификацию с помощью подписей, объединяющую пост-квантовую и устаревшую криптографию. Это позволяет валидаторам постепенно переходить без внезапных препятствий. Для обеспечения доступности данных используется обещание KZG на основе марклов, а также заменяющие его решения на основе решеток, которые избегают зависимости от эллиптических кривых.

К концу февраля разработчики успешно запустили эту систему на Cartosis Devnet. Блоки создаются, и все новые предварительные условия проверяются правильно. Это показывает, что подготовка Ethereum к квантовой угрозе реальна и эффективна. Что бы ни делал алгоритм Шора, Ethereum продолжает двигаться вперед.