Quantus-CEO: Kryptoindustrien risikerer at løbe tør for tid til at forberede sig på Q-Day

Kvantemaskiner er endnu ikke i stand til at bryde blockchains i stor skala, men kryptoindustrien har muligvis mindre tid til at forberede sig, end mange antager. Quantus-CEO Christopher Smith forklarer, hvorfor digitale signaturer vil være det første mål, hvorfor Bitcoin står over for en sværere overgang til post-kvante-sikkerhed end andre blockchains, og hvordan AI kan accelerere truslen. I et interview med Traders Union forklarer han også, hvorfor han mener, at nogen måske allerede besidder en tilstrækkelig kraftfuld kvantecomputer, og hvad der kan ske, hvis kryptoindustrien ikke når at gennemføre overgangen i tide.

Q-Day kan være tættere på end forventet

– IBM gjorde kvantecomputere tilgængelige for et bredere publikum helt tilbage i 2016. Hvorfor er kvantesikkerhed blevet så presserende et emne nu? Hvem er mest udsat for fremskridt inden for kvanteteknologi? 

– Kvanteteknologi har eksisteret i årtier. Atomure og lasere stammer fra før 1970'erne. Det teoretiske grundlag for kvantecomputere blev lagt i 1980'erne, og Shors algoritme (den alle er bekymrede for) blev opdaget i 1994. 

Alle taler pludselig om det 30 år senere, fordi det tog så lang tid at udvikle kvantecomputere til et punkt, hvor de realistisk set kunne køre Shors algoritme. Folk er bekymrede for Shors algoritme, fordi den effektivt kan løse visse matematiske problemer, som man troede var svære. Disse problemer udgør fundamentet for moderne kryptografi, som sikrer mange typer information, lige fra militære hemmeligheder og finansielle transaktioner online til de fleste blockchains.

Når kvantecomputere kan køre Shors algoritme, skal alle disse systemer opgradere deres kryptografi. Mange teknologivirksomheder er allerede begyndt at migrere til post-kvante-kryptografi. Desværre er blockchains de sværeste systemer at opgradere. Der er over 2 billioner dollars på spil i kryptoindustrien, som skal flyttes til post-kvante-løsninger, og der er ikke mange tilgængelige i øjeblikket.

– Hvor tæt er vi på en kvantecomputer, der er i stand til at bryde den kryptografi, som nutidens blockchains bruger? Hvornår vil vi kunne sige, at truslen er blevet praktisk snarere end teoretisk? 

– Det er et svært spørgsmål at besvare af flere årsager. Den første er, at den teknologiske udvikling ikke er lineær. Den sker i ryk. Den er uforudsigelig.

Den anden er, at AI accelererer alt, især kvanteteknologi. Den bedste måde at se dette på er ved at studere https://ecdsa.fail. For et par måneder siden udviklede Google en meget mere effektiv version af Shors algoritme, men den amerikanske regering pålagde dem tavshedspligt, fordi man var bekymret for, at modstandere som Kina ville bruge den. Google udgav til sidst artiklen, men uden at afsløre detaljerne i algoritmen.

Nogle uger senere sagde et kryptoteam kaldet EigenLabs: "Lad os se, hvad der er i kassen," og skabte en åben platform, hvor alle kunne bruge AI til at forbedre den bedste offentligt kendte algoritme. Det tog open source-fællesskabet kun tre dage at matche Googles resultater, og i løbet af den følgende måned næsten fordoblede de algoritmens ydeevne. Kort efter udstedte præsident Donald Trump et dekret, der dramatisk forkortede tidslinjen for amerikanske regeringsorganers migrering til post-kvante-kryptografi. Dette viser, at den amerikanske regering undervurderede AI's indvirkning på kvantecomputere markant.

Den tredje grund til, at det er svært at forudsige Q-Day, er national sikkerhed. Vi må antage, at laboratorier for kvante-hardware også er underlagt tavshedspligt og bruger AI til at fremskynde deres fremskridt. Da det vil tage år for blockchains at migrere, bør vi tage denne trussel alvorligt med det samme.

– Blockstream-CEO Adam Back har argumenteret for, at kvantecomputere sandsynligvis ikke vil udgøre en praktisk trussel mod Bitcoin i de næste 20-40 år, mens andre eksperter mener, at overgangen bør begynde nu. Hvorfor er meningerne så delte, og hvilket synspunkt finder du mest overbevisende?

– Tja, alle taler altid for deres egen sag, og Bitcoin har den sværeste migrationsvej af alle blockchains på grund af dens (sandsynligvis) afdøde grundlægger og "decentraliserede" beslutningstagning. Kvanteskeptikere ville have haft ret de sidste 20 år, så det er en logisk standardposition at indtage. Men næsten ingen er enige i Adam Backs tidslinje i dag. Scott Aaronson, Eli ben-Sasson, Vitalik Buterin, Five Eyes-efterretningstjenesterne, internationale banker, Google – de har alle meget kortere tidslinjer. Min personlige holdning er, at nogen allerede har kvantecomputeren, og de er bekymrede for, at andre får fat i den og bruger den mod dem.

Bitcoin står over for den sværeste migrering

– Hvilke elementer i en blockchain vil sandsynligvis blive sårbare først over for kvanteangreb: digitale signaturer, wallets, konsensusmekanismer eller mining? 

– De digitale signaturer er den sårbare komponent. Dette dækker over transaktionsgodkendelse samt blokvalidering i proof-of-stake-systemer. Det dækker også ZK-SNARKS, der bruges af privacy-chains og roll-ups, men ikke ZK-STARKS, som er en hash-baseret version af samme teknologi. Mining er baseret på hashes, hvilket er meget mindre sårbart over for kvanteangreb. Tommelfingerreglen er "hashes er gode, elliptiske kurver er dårlige".

– Hvorfor er det sværere at opgradere en eksisterende blockchain til post-kvante-sikkerhed end at bygge et nyt kvanteresistent netværk fra bunden?

– De ældre blockchains er svære at opgradere, fordi de mangler on-chain governance-systemer. Nyere chains har generelt mekanismer til at foretage en opgradering, hvilket letter overgangen betydeligt, men det reelle problem er migreringen. Signal, iMessage og CloudFlare er allerede gået over til post-kvante, og ingen lagde mærke til det, fordi ingeniørerne bare håndterede det, og da det er centraliserede systemer, skulle brugerne ikke gøre noget. 

I tilfældet med blockchains administrerer brugerne deres egne nøgler, så de skal foretage en handling for at blive kvantesikre, og mange mennesker har ikke nem adgang, eller overhovedet nogen adgang, til deres nøgler, hvilket tilføjer mere friktion. Vi plejer at sige, at pre-kvante-blockchains har et migrationsproblem. Nye chains har et adoptionsproblem.

– BlackRock, Coinbase, Strategy og flere andre virksomheder har afsat 15 millioner dollars til at forbedre Bitcoins sikkerhed, herunder forberedelser mod kvantetrusler. Er det en betydningsfuld investering, og er det nok til at gøre en forskel? 

– Desværre er flaskehalsen hverken penge eller teknik. De defensive algoritmer "post-kvante-kryptografi" findes allerede og har gode implementeringer. AI gør det nemt at opdatere og revidere koden. Det er disse ting, der er problemet: migreringen fra gamle nøgler til nye. Det kan tage 1-2 år for Bitcoin. Samtidig har Bitcoin kun 7 transaktioner i sekundet (TPS), men nøglerne og signaturerne til post-kvante-kryptografi er meget større, så Bitcoins TPS vil falde til langt under 1. Det er klart, at institutionerne ønsker, at Bitcoin skal overleve, men desværre satsede kryptoindustrien alt på elliptiske kurver.

Hvad kvanteresistent egentlig betyder

– Mange blockchain-projekter beskriver sig selv som kvanteresistente. Hvilke tekniske kriterier skal et netværk opfylde, før den påstand kan anses for at være troværdig snarere end markedsføring? 

– Det bør ikke have nogen signaturer med elliptiske kurver nogen steder, men især ikke til konsensus eller transaktionsgodkendelse. At have en post-kvante-mulighed for brugerne, som Algorand og NEAR, er en god start, men at forvente, at dine brugere er proaktive omkring det esoteriske emne kryptografi, er en smule optimistisk. 

– Et af Quantus' produkter er en kryptovaluta-wallet. Hvilket specifikt problem løser den bedre end eksisterende wallets, og hvorfor bør den gennemsnitlige kryptobruger begynde at tænke på kvantesikkerhed i dag?

– Mange krypto-wallets er under pres for at trække så meget værdi ud af deres brugere som muligt, hvilket fører til ting som at tilbyde gearet handel (gambling) med memecoins. Dette inviterer ikke kun til ruin for mindre finansielt sofistikerede brugere, men udvander også den oprindelige krypto-mission om "bedre penge". Quantus mener ikke, at man skal være cybersikkerhedsekspert for at sikre sin krypto, og vi har skabt en meget hurtig, sikker og brugervenlig krypto-wallet, der er fokuseret på penge, ikke gambling.

– I juni underskrev præsident Donald Trump dekreter med det formål at fremme kvanteteknologier og styrke USA's beskyttelse mod kryptografiske angreb. Bør overgangen til post-kvante-kryptografi koordineres af regeringer, eller bør den ledes af teknologivirksomheder og open source-fællesskabet? 

– Både den private og den offentlige sektor er afhængige af kryptografi. Regeringer, virksomheder og open source-fællesskabet skal alle gøre deres del. Regeringer er naturligvis meget involveret i udviklingen af kryptografi på grund af dens relevans for krigsførelse, hvilket tidligere har ført til en række problemer, hvor kryptografi bevidst og hemmeligt blev svækket af efterretningstjenester. 

En af de store gaver fra blockchain som industri var den private finansiering og udvikling af kryptografi til kommerciel brug, noget der ikke rigtig eksisterede før. NIST afholdt en otteårig international turnering for at udvikle post-kvante-kryptografi, hvilket er en ret god proces til at mindske risikoen for ondsindet indblanding i designet af disse algoritmer. I alt 278 kryptografer fra 25 lande på tværs af seks kontinenter deltog, hvilket gjorde det ekstremt svært for en enkelt part at påvirke resultatet.

Ligeledes er kommercialiseringen af disse algoritmer en anden udfordring. Det kræver praktiske implementeringsbeslutninger, som regeringer måske ikke er bedst rustet til at træffe. Derfor har både regeringer, teknologivirksomheder og open source-fællesskabet alle en vigtig rolle at spille. 

Migreringen kan ikke vente

– Hvilke systemer bør migrere til post-kvante-kryptografi først, og hvor presserende er overgangen for blockchains, banker, betalingsnetværk, hardware-wallets og kommunikationsplatforme?

– Jeg mener ikke, at dette skal gribes an som en vandfaldsproces. Enhver branche bør begynde at migrere nu, hvis den ikke allerede har gjort det. Wallet-udbydere kan for eksempel ikke fuldt ud aktivere nye signaturskemaer, før de underliggende blockchains understøtter dem, hvilket tilføjer endnu et lag af kompleksitet. Samtidig udgør "høst nu, dekrypter senere" en større risiko for banker og regeringer, fordi de fleste blockchains er gennemsigtige af design.

Det haster mere og mere, fordi vi hurtigt nærmer os det punkt, hvor den tid, det tager at gennemføre migreringen, kan overstige den tid, der er tilbage indtil Q-Day. Når det sker, kan en betydelig mængde kapital forlade kryptoindustrien helt, mens noget af den kan flyde ind i post-kvante-blockchains som Quantus.