Google попереджає, що шифрування Bitcoin може зламатися за менших квантових ресурсів, ніж очікувалося

З розвитком квантових обчислень вартість атаки на Bitcoin може різко впасти.

У новому аналізі Google попереджає, що криптоактиви на кшталт Bitcoin і Ethereum можуть бути вразливими до квантових атак значно раніше, ніж оцінювали раніше.

Дослідження показує, що квантові машини, які працюють із алгоритмом Шора, можуть розв’язати 256-бітову задачу дискретного логарифмування на еліптичних кривих (ECDLP), що захищає більшість блокчейнів, використовуючи менше кубітів і вентилів.

Дослідники Google оцінюють, що 1,200–1,450 логічних кубітів і 70–90 мільйонів квантових воріт можуть зламати 256-бітове шифрування Bitcoin за хвилини, виконуване менш ніж на 500,000 фізичних кубітах за хвилини.

Ці висновки вказують на те, що квантові атаки можуть бути здійсненними значно раніше, ніж припускали попередні оцінки.

Гаманці Bitcoin під загрозою

Майбутні квантові загрози для Bitcoin залежать від того, яке обладнання масштабується першим, зазначає Google. Швидкі системи можуть давати змогу здійснювати атаки майже миттєво під час транзакцій, тоді як повільніші системи спочатку атакуватимуть збережені кошти.

Як зазначено в статті, ключові вразливості включають повторно використовувані адреси, старі типи гаманців і розкриття відкритого ключа під час транзакцій, причому мільйони BTC уже перебувають у зоні ризику.

Атаки “на витрату” (“on-spend”), коли транзакцію перехоплюють і використовують до підтвердження, можуть бути здійсненними в межах приблизного 10-хвилинного вікна блоку Bitcoin. Це ставить під сумнів усталене припущення, що комісії за транзакції та швидкість мережі забезпечуватимуть достатній захист від квантових супротивників.

“Сховані” мільярди під загрозою

Окрім активних транзакцій, найбільшою безпосередньою ціллю можуть бути “сплячі” накопичення.

За даними дослідників, приблизно 1.7 мільйона Bitcoin, вартістю десятки мільярдів доларів, залишаються заблокованими в ранніх форматах гаманців, відомих як P2PK, і багато з них, як вважається, є недоступними через втрачені ключі.

Ці активи неможливо оновити до стандартів квантовостійкості, і врешті-решт їх можуть розблокувати ті, хто першим отримає доступ до криптографічно релевантного квантового комп’ютера, або CRQC.

Це створює, як описують аналітики, для майбутніх атак “фіксований пул призів” — від державних акторів до приватних компаній, і примусове виконання може виявитися складним у децентралізованій та глобальній системі.

Майнінг безпечний, хоча не повністю

Хоча квантові комп’ютери можуть загрожувати криптографії Bitcoin, Google зазначає, що сам майнінг не перебуває під безпосередньою загрозою. Прискорення в квантових обчисленнях через алгоритм Гровера є обмеженими, а традиційні ASIC-майнери й далі домінують за ефективністю.

Однак раптові атаки можуть порушити економіку мережі. Успішна квантова атака може знизити вартість Bitcoin, зменшити стимули майнерів і поставити під загрозу продуктивність та безпеку мережі.

Оновлення Taproot покращує приватність, але робить Bitcoin уразливим до квантових атак

Google попереджає, що криптографічні скрипти Bitcoin можуть бути націлені квантовими атаками.

Кошти контролюються через UTXO, відкриті ключі та цифрові підписи, тож розкриття під час витрачання є критичною вразливістю.

Перші та адреси Taproot особливо вразливі, тоді як стандартні адреси зберігають певний захист, доки їх не використають.

У звіті зазначено, що Taproot — це компроміс між функціональністю та квантовою безпекою, і вводиться P2MR як майбутній тип скрипта, призначений зберегти переваги Taproot, водночас зменшуючи квантовий ризик.

37 мільйонів ETH під загрозою

Квантові обчислення можуть вплинути на Ethereum значніше, ніж на Bitcoin, зазначає Google.

Смарт-контракти не мають постквантової криптографії, тож код “у стані зберігання” є вразливим, а підписи BLS у Proof-of-Stake створюють системні ризики, якщо буде скомпрометовано достатню кількість валідаторів.

Мережі рівня 2 Ethereum також покладаються на квантовозразливі KZG-комітменти, що може дозволити постійні бекдори.

Ефективне пом’якшення вимагає масової координації, ручних оновлень контрактів, швидшої ротації ключів і переходу до постквантової криптографії в усьому екосистемі.

Поза Bitcoin і Ethereum

Квантові вразливості виходять далеко за межі Bitcoin і Ethereum, впливаючи на форки, сайдчейни, монети приватності та стейблкоїни — підкреслює Google.

Багато мереж досі покладаються на криптографію на основі ECDLP, залишаючи фонди та приватність уразливими, тоді як мости з багатьма підписами та ключі адміністрування створюють додаткові ризики.

Навіть блокчейни, що зберігають приватність, такі як Zcash або Mimblewimble, можуть стикатися з ретроспективними атаками, які дають змогу розкрити інформацію про минулі транзакції або використати експлойти для роздування емісії.

Повний перехід до постквантової криптографії (PQC) досяжний

Блокчейн-платформи дедалі частіше розміщують токенізовані реальні активи, зокрема облігації та нерухомість. З огляду на ринкові прогнози, що перевищують $16 трильйонів до 2030 року, експерти попереджають, що загрози від квантових обчислень можуть стати системним ризиком для фінансової системи загалом.

Хоча короткострокові заходи пом’якшення, такі як ротація ключів і оновлення протоколів, можуть зменшити рівень впливу, лише міграція на PQC забезпечить тривалий захист від раптових квантових загроз, зазначає Google.

Повний перехід до постквантової криптографії можливий, але лише якщо роботу розпочати вже зараз, наголошують дослідники Google.

Нові криптографічні підходи, зокрема решітчасті та хеш-орієнтовані системи, уже тестуються та впроваджуються в окремих мережах.

Деякі проєкти, як QRL і Abelian, були створені квантовостійкими з самого початку, тоді як інші, такі як Algorand, Solana та XRP Ledger, експериментують із інтеграціями, безпечними до квантових атак. Фундація Ethereum також активізувала зусилля з оновлення базової інфраструктури для постквантової безпеки.

Google закликає криптоспільноту заздалегідь підготуватися до квантових атак, перейти на PQC, усунути короткострокові вразливості та відповідально поширювати інформацію, щоб захистити як кошти, так і довіру громадськості.

                    **Розкриття:** Цю статтю відредагувала Vivian Nguyen. Для отримання додаткової інформації про те, як ми створюємо та перевіряємо контент, див. нашу Редакційну політику.