Существуют ли криптоактивы, устойчивые к квантовым компьютерам, и почему они важны на современных рынках?

Недавние достижения в области квантовых вычислений повысили ставки для разработки криптоактивов, устойчивых к квантовым компьютерам. Криптовалюты, такие как Биткоин и Эфириум, лидеры среди цифровых валют, полагаются на эллиптическую кривую криптографию (ECC) для защиты транзакций и данных.

Хотя ECC в настоящее время защищена от классических компьютеров, сообщается, что она уязвима для вычислительной мощности квантовых машин, что представляет огромную риск для всего крипторынка.

Разработчики блокчейна потратили годы на изучение опасностей квантовых вычислений для криптовалют. ECC опирается на сложные математические задачи, такие как нахождение закрытого ключа из открытого ключа. Хакеры давно считали, что классическим компьютерам практически невозможно решить эту задачу в разумные сроки. 

Однако появление квантовых вычислений может изменить этот нарратив. Эксперты по кибербезопасности считают, что решением уязвимости ECC является разработка криптоактивов, устойчивых к квантовым компьютерам. 

Постквантовая криптография: новая защита

Квантовые компьютеры, используя такие алгоритмы, как Алгоритм Шора, могут решать криптографические задачи экспоненциально быстрее, чем классические системы. Теоретически, достаточно мощный квантовый компьютер мог бы взломать шифрование ECC за долю времени, необходимого классическим компьютерам, что представляет значительный риск безопасности. 

Хотя аналитики считают, что эта угроза все еще далеко от реализации, ее потенциал вызывает растущую обеспокоенность в сообществе криптовалют.

Чтобы справиться с этой растущей угрозой, разработчики создают новое поколение криптовалют, которые включают постквантовые криптографические алгоритмы. Эти токены, устойчивые к квантовым компьютерам, включают решеточную криптографию, хеш-подписи, криптографию на основе кодов и многовариантное полиномиальное шифрование. 

Такие криптографические техники предназначены для обеспечения безопасности как от классических, так и от квантовых атак, предотвращая любые случаи взлома в сетях блокчейна и цифровых транзакциях.

Например, Quantum Resistant Ledger (QRL) использует расширенную схему подписи Меркла (XMSS), хеш-подпись, которая остается безопасной даже в среде квантовых вычислений. Аналогично, IOTA использует схему подписи Вентница однократного использования (WOTS), постквантовый метод, который повышает безопасность его сети на основе Tangle.

Является ли угроза квантовых вычислений вопросом «когда», а не «если»?

Хотя квантовые компьютеры, способные взломать существующие криптографические стандарты, еще не полностью реализованы, исследования показывают, что технология может стать доступной в течение следующего десятилетия. 

Согласно Глобальному институту рисков (GRI), квантовые компьютеры, способные взломать текущие методы шифрования, могут появиться в течение следующих 10–20 лет.

Недавние достижения, такие как квантовый процессор Google Willow, достигший отметки в 105 кубитов, сигнализируют о быстром прогрессе квантовых технологий. 

“То, что у вас здесь, — это бомба замедленного действия, ожидающая взрыва, если и когда кто-то получит способность разрабатывать взлом квантовых компьютеров и решит использовать это для атаки на криптовалюты,” заявил Артур Герман, Институт Хадсона.

Квантовый прорыв угрожает как Биткоину, так и традиционным финансам, поскольку многие банковские системы полагаются на криптографию с открытым ключом. Однако эксперты предупреждают, что Биткоин может стать главной целью для квантовых хакеров. 

“Биткоин будут преследовать безжалостно,” отметил Сkip Санзери, соучредитель квантовой кибербезопасной фирмы QuSecure. «У банков есть регулирование и защита, но у биткоина нет защитных механизмов. Если его украдут, ваш биткоин не будет возмещен.”

Подготовка к решениям, устойчивым к квантовым угрозам

Для борьбы с квантовыми угрозами разработчики блокчейна внедряют передовые криптографические техники. К ним относится решеточная криптография, которая использует алгоритмы, такие как CRYSTALS-Kyber, для обеспечения высокой безопасности и эффективности. 

Другой метод — хеш-криптография, которая эффективна в создании уникальных отпечатков для транзакций, как это видно в Quantum Resistant Ledger (QRL) с XMSS. 

Организации, такие как Национальный институт стандартов и технологий США (NIST), активно работают работают над стандартизацией постквантовых криптографических методов, закладывая основу для более безопасного цифрового будущего.

По мнению исследователей института, эти усилия обеспечат способность криптовалютных систем противостоять текущим киберугрозам и быть готовыми к новым рискам, связанным с квантовыми вычислениями.