CEO της Quantus: Ο κλάδος των κρυπτονομισμάτων κινδυνεύει να ξεμείνει από χρόνο για την προετοιμασία για την Q-Day

Οι κβαντικοί υπολογιστές δεν είναι ακόμη ικανοί να παραβιάσουν blockchains σε μεγάλη κλίμακα, αλλά ο κλάδος των κρυπτονομισμάτων μπορεί να έχει λιγότερο χρόνο για προετοιμασία από ό,τι υποθέτουν πολλοί. Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Quantus, Christopher Smith, εξηγεί γιατί οι ψηφιακές υπογραφές θα είναι ο πρώτος στόχος, γιατί το Bitcoin αντιμετωπίζει μια πιο δύσκολη μετάβαση στην μετα-κβαντική ασφάλεια από άλλα blockchains και πώς η Τεχνητή Νοημοσύνη (AI) θα μπορούσε να επιταχύνει την απειλή. Σε συνέντευξή του στην Traders Union, εξηγεί επίσης γιατί πιστεύει ότι κάποιος μπορεί να κατέχει ήδη έναν επαρκώς ισχυρό κβαντικό υπολογιστή και τι θα μπορούσε να συμβεί εάν ο κλάδος των κρυπτονομισμάτων αποτύχει να ολοκληρώσει τη μετάβαση εγκαίρως.

Η Q-Day μπορεί να είναι πιο κοντά από ό,τι αναμένεται

– Η IBM έκανε την κβαντική υπολογιστική προσβάσιμη σε ευρύτερο κοινό ήδη από το 2016. Γιατί η κβαντική ασφάλεια έχει γίνει τόσο επείγον θέμα τώρα; Ποιος κινδυνεύει περισσότερο από τις προόδους στην κβαντική υπολογιστική; 

– Η κβαντική τεχνολογία υπάρχει εδώ και δεκαετίες. Τα ατομικά ρολόγια και τα λέιζερ χρονολογούνται πριν από τη δεκαετία του 1970. Τα θεωρητικά θεμέλια της κβαντικής υπολογιστικής τέθηκαν τη δεκαετία του 1980 και ο αλγόριθμος του Shor (αυτός για τον οποίο ανησυχούν όλοι) ανακαλύφθηκε το 1994. 

Όλοι μιλούν ξαφνικά γι' αυτό 30 χρόνια αργότερα, επειδή χρειάστηκε τόσος χρόνος για να αναπτυχθεί η κβαντική υπολογιστική στο σημείο όπου θα μπορούσε ρεαλιστικά να εκτελέσει τον αλγόριθμο του Shor. Οι άνθρωποι ανησυχούν για τον αλγόριθμο του Shor επειδή μπορεί να λύσει αποτελεσματικά ορισμένα μαθηματικά προβλήματα που θεωρούνταν δύσκολα. Αυτά τα προβλήματα αποτελούν τη βάση της σύγχρονης κρυπτογραφίας, η οποία διασφαλίζει πολλούς τύπους πληροφοριών, από στρατιωτικά μυστικά και διαδικτυακές χρηματοοικονομικές συναλλαγές μέχρι τα περισσότερα blockchains.

Μόλις οι κβαντικοί υπολογιστές μπορέσουν να εκτελέσουν τον αλγόριθμο του Shor, όλα αυτά τα συστήματα θα πρέπει να αναβαθμίσουν την κρυπτογραφία τους. Πολλές εταιρείες τεχνολογίας έχουν ήδη αρχίσει να μεταβαίνουν στη μετα-κβαντική κρυπτογραφία. Δυστυχώς, τα blockchains είναι τα πιο δύσκολα συστήματα στην αναβάθμιση. Υπάρχουν πάνω από 2 ΤΡΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΑ δολάρια σε κίνδυνο στον κλάδο των κρυπτονομισμάτων που πρέπει να μεταφερθούν σε μετα-κβαντικές λύσεις και δεν υπάρχουν πολλές διαθέσιμες αυτή τη στιγμή.

– Πόσο κοντά είμαστε σε έναν κβαντικό υπολογιστή ικανό να σπάσει την κρυπτογραφία που χρησιμοποιείται από τα σημερινά blockchains; Σε ποιο σημείο θα μπορούμε να πούμε ότι η απειλή έχει γίνει πρακτική και όχι θεωρητική; 

– Αυτή είναι μια δύσκολη ερώτηση για να απαντηθεί για διάφορους λόγους. Ο πρώτος είναι ότι η τεχνολογική ανάπτυξη δεν είναι γραμμική. Συμβαίνει με εξάρσεις και παύσεις. Είναι απρόβλεπτη.

Ο δεύτερος είναι ότι η AI επιταχύνει τα πάντα, ειδικά τον κβαντικό τομέα. Ο καλύτερος τρόπος για να το δείτε αυτό είναι να μελετήσετε το https://ecdsa.fail. Πριν από λίγους μήνες, η Google ανέπτυξε μια πολύ πιο αποτελεσματική έκδοση του αλγορίθμου του Shor, αλλά η κυβέρνηση των ΗΠΑ της επέβαλε εντολή φίμωσης επειδή ανησυχούσε για αντιπάλους όπως η Κίνα που θα μπορούσαν να τον χρησιμοποιήσουν. Η Google τελικά δημοσίευσε την εργασία, αλλά χωρίς να αποκαλύψει τις λεπτομέρειες του αλγορίθμου.

Λίγες εβδομάδες αργότερα, μια ομάδα κρυπτογράφησης που ονομάζεται EigenLabs είπε, "Ας δούμε τι υπάρχει στο κουτί", και δημιούργησε μια ανοιχτή πλατφόρμα όπου οποιοσδήποτε θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει AI για να βελτιώσει τον καλύτερο δημόσια γνωστό αλγόριθμο. Χρειάστηκαν μόνο τρεις ημέρες στην κοινότητα ανοιχτού κώδικα για να φτάσει τα αποτελέσματα της Google, και κατά τη διάρκεια του επόμενου μήνα σχεδόν διπλασίασαν την απόδοση του αλγορίθμου. Λίγο αργότερα, ο Πρόεδρος Donald Trump εξέδωσε ένα εκτελεστικό διάταγμα που συντόμευε δραματικά το χρονοδιάγραμμα για τη μετάβαση των κυβερνητικών υπηρεσιών των ΗΠΑ στη μετα-κβαντική κρυπτογραφία. Αυτό δείχνει ότι η κυβέρνηση των ΗΠΑ υποτίμησε δραματικά τον αντίκτυπο της AI στην κβαντική υπολογιστική.

Ο τρίτος λόγος που η πρόβλεψη της Q-Day είναι δύσκολη είναι η εθνική ασφάλεια. Θα πρέπει να υποθέσουμε ότι τα εργαστήρια κβαντικού υλικού υπόκεινται επίσης σε εντολές φίμωσης και χρησιμοποιούν AI για να επιταχύνουν την πρόοδό τους. Δεδομένου ότι θα χρειαστούν χρόνια για να μεταναστεύσουν τα blockchains, θα πρέπει να λάβουμε σοβαρά υπόψη αυτή την απειλή αμέσως.

– Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Blockstream Adam Back έχει υποστηρίξει ότι οι κβαντικοί υπολογιστές είναι απίθανο να αποτελέσουν πρακτική απειλή για το Bitcoin για άλλα 20-40 χρόνια, ενώ άλλοι ειδικοί πιστεύουν ότι η μετάβαση πρέπει να ξεκινήσει τώρα. Γιατί οι απόψεις διίστανται τόσο πολύ και ποια άποψη βρίσκετε πιο πειστική;

– Λοιπόν, όλοι υποστηρίζουν πάντα τα δικά τους συμφέροντα, και το Bitcoin έχει την πιο δύσκολη διαδρομή μετάβασης από όλα τα blockchains λόγω του (πιθανώς) θανόντος ιδρυτή του και της «αποκεντρωμένης» λήψης αποφάσεων. Οι κβαντικοί σκεπτικιστές θα είχαν δίκιο για τα τελευταία 20 χρόνια, οπότε είναι μια λογική προεπιλεγμένη θέση. Ωστόσο, σχεδόν κανείς δεν συμφωνεί με το χρονοδιάγραμμα του Adam Back σήμερα. Ο Scott Aaronson, ο Eli ben-Sasson, ο Vitalik Buterin, οι υπηρεσίες πληροφοριών Five Eyes, οι διεθνείς τράπεζες, η Google, όλοι έχουν πολύ συντομότερα χρονοδιαγράμματα. Η προσωπική μου θέση είναι ότι κάποιος έχει ήδη τον κβαντικό υπολογιστή και ανησυχεί μήπως κάποιος άλλος τον αποκτήσει και τον χρησιμοποιήσει εναντίον του.

Το Bitcoin αντιμετωπίζει την πιο δύσκολη μετάβαση

– Ποια στοιχεία ενός blockchain είναι πιθανό να γίνουν ευάλωτα πρώτα σε κβαντικές επιθέσεις: οι ψηφιακές υπογραφές, τα πορτοφόλια, οι μηχανισμοί συναίνεσης ή η εξόρυξη; 

– Οι ψηφιακές υπογραφές είναι το ευάλωτο στοιχείο. Αυτό καλύπτει την εξουσιοδότηση συναλλαγών καθώς και την επικύρωση μπλοκ σε συστήματα proof-of-stake. Καλύπτει επίσης τα ZK-SNARKS, που χρησιμοποιούνται από αλυσίδες ιδιωτικότητας και roll-ups, αλλά όχι τα ZK-STARKS που είναι μια έκδοση της ίδιας τεχνολογίας βασισμένη σε hash. Η εξόρυξη βασίζεται σε hashes, τα οποία είναι πολύ λιγότερο ευάλωτα σε κβαντικές επιθέσεις. Ο γενικός κανόνας είναι «τα hashes είναι καλά, οι ελλειπτικές καμπύλες κακές».

– Γιατί η αναβάθμιση ενός υπάρχοντος blockchain για μετα-κβαντική ασφάλεια είναι πιο δύσκολη από την κατασκευή ενός νέου κβαντικά ανθεκτικού δικτύου από το μηδέν;

– Τα παλαιότερα blockchains είναι δύσκολο να αναβαθμιστούν επειδή στερούνται συστημάτων διακυβέρνησης εντός της αλυσίδας (on-chain). Οι νεότερες αλυσίδες έχουν γενικά μηχανισμούς για την πραγματοποίηση αναβάθμισης, γεγονός που διευκολύνει σημαντικά τη μετάβαση, αλλά το πραγματικό ζήτημα είναι η μετανάστευση των δεδομένων. Το Signal, το iMessage και η CloudFlare έγιναν ήδη μετα-κβαντικά και κανείς δεν το παρατήρησε, επειδή οι μηχανικοί απλώς το χειρίστηκαν και αυτά είναι κεντρικά συστήματα, οπότε οι χρήστες δεν χρειάστηκε να κάνουν τίποτα. 

Στην περίπτωση των blockchains, οι χρήστες διαχειρίζονται τα δικά τους κλειδιά, επομένως πρέπει να προβούν σε μια ενέργεια για να γίνουν κβαντικά ασφαλείς και πολλοί άνθρωποι δεν έχουν εύκολη πρόσβαση, ή καθόλου πρόσβαση, στα κλειδιά τους, γεγονός που προσθέτει περισσότερες τριβές. Μας αρέσει να λέμε ότι τα προ-κβαντικά blockchains έχουν πρόβλημα μετάβασης. Οι νέες αλυσίδες έχουν πρόβλημα υιοθέτησης.

– Η BlackRock, η Coinbase, η Strategy και αρκετές άλλες εταιρείες έχουν δεσμεύσει 15 εκατομμύρια δολάρια για τη βελτίωση της ασφάλειας του Bitcoin, συμπεριλαμβανομένων των προετοιμασιών για κβαντικές απειλές. Είναι αυτή μια σημαντική επένδυση και αρκεί για να κάνει τη διαφορά; 

– Δυστυχώς, το εμπόδιο δεν είναι τα χρήματα, ούτε είναι τεχνικό. Οι αμυντικοί αλγόριθμοι «μετα-κβαντικής κρυπτογραφίας» υπάρχουν ήδη και έχουν καλές υλοποιήσεις. Η AI καθιστά εύκολη την ενημέρωση και τον έλεγχο του κώδικα. Αυτά τα πράγματα είναι το πρόβλημα. Είναι η μετάβαση από τα παλιά κλειδιά στα νέα. Αυτό θα μπορούσε να πάρει 1-2 χρόνια για το Bitcoin. Εν τω μεταξύ, το Bitcoin έχει μόνο 7 συναλλαγές / δευτερόλεπτο (TPS), αλλά τα κλειδιά και οι υπογραφές για τη μετα-κβαντική κρυπτογραφία είναι πολύ μεγαλύτερα, οπότε το TPS του Bitcoin πρόκειται να πέσει πολύ κάτω από το 1. Είναι σαφές ότι τα ιδρύματα θέλουν το Bitcoin να επιβιώσει, αλλά δυστυχώς ο κλάδος των κρυπτονομισμάτων πόνταρε τα πάντα στις ελλειπτικές καμπύλες.

Τι σημαίνει πραγματικά κβαντικά ανθεκτικό

– Πολλά έργα blockchain περιγράφουν τους εαυτούς τους ως κβαντικά ανθεκτικά. Ποια τεχνικά κριτήρια πρέπει να πληροί ένα δίκτυο προτού αυτός ο ισχυρισμός θεωρηθεί αξιόπιστος και όχι απλό μάρκετινγκ; 

– Δεν θα πρέπει να έχει πουθενά υπογραφές ελλειπτικής καμπύλης, αλλά ειδικά όχι για τη συναίνεση ή την εξουσιοδότηση συναλλαγών. Η ύπαρξη μιας μετα-κβαντικής επιλογής για τους χρήστες, όπως το Algorand και το NEAR, είναι μια εξαιρετική αρχή, αλλά το να περιμένεις από τους χρήστες σου να είναι προνοητικοί σχετικά με το εσωτερικό θέμα της κρυπτογραφίας είναι λίγο αισιόδοξο. 

– Ένα από τα προϊόντα της Quantus είναι ένα πορτοφόλι κρυπτονομισμάτων. Ποιο συγκεκριμένο πρόβλημα λύνει καλύτερα από τα υπάρχοντα πορτοφόλια και γιατί ο μέσος χρήστης κρυπτονομισμάτων πρέπει να αρχίσει να σκέφτεται την κβαντική ασφάλεια σήμερα;

– Πολλά πορτοφόλια κρυπτονομισμάτων δέχονται πιέσεις να αποσπάσουν όσο το δυνατόν περισσότερη αξία από τους χρήστες τους, γεγονός που οδηγεί σε πράγματα όπως η προσφορά συναλλαγών με μόχλευση (τζόγος) σε memecoins. Αυτό όχι μόνο προσκαλεί την καταστροφή για τους λιγότερο οικονομικά καταρτισμένους χρήστες, αλλά επίσης αποδυναμώνει την αρχική αποστολή των κρυπτονομισμάτων για «καλύτερο χρήμα». Η Quantus πιστεύει ότι δεν θα έπρεπε να χρειάζεται να είστε ειδικός στην κυβερνοασφάλεια για να ασφαλίσετε τα κρυπτονομίσματά σας, και έχουμε επιτύχει ένα πολύ γρήγορο, ασφαλές και εύχρηστο πορτοφόλι κρυπτονομισμάτων που εστιάζει στο χρήμα, όχι στον τζόγο.

– Τον Ιούνιο, ο Πρόεδρος Donald Trump υπέγραψε εκτελεστικά διατάγματα με στόχο την προώθηση των κβαντικών τεχνολογιών και την ενίσχυση της προστασίας των ΗΠΑ έναντι κρυπτογραφικών επιθέσεων. Θα πρέπει η μετάβαση στη μετα-κβαντική κρυπτογραφία να συντονίζεται από τις κυβερνήσεις ή θα πρέπει να καθοδηγείται από τις εταιρείες τεχνολογίας και την κοινότητα ανοιχτού κώδικα; 

– Τόσο ο ιδιωτικός όσο και ο δημόσιος τομέας εξαρτώνται από την κρυπτογραφία. Οι κυβερνήσεις, οι εταιρείες και η κοινότητα ανοιχτού κώδικα πρέπει όλοι να κάνουν το καθήκον τους. Οι κυβερνήσεις εμπλέκονται φυσικά αρκετά στην ανάπτυξη της κρυπτογραφίας λόγω της συνάφειάς της με τον πόλεμο, γεγονός που οδήγησε σε ποικίλα προβλήματα στο παρελθόν, όπου η κρυπτογραφία αποδυναμώθηκε σκόπιμα και κρυφά από υπηρεσίες κατασκοπείας. 

Ένα από τα μεγάλα δώρα του blockchain ως κλάδου ήταν η ιδιωτική χρηματοδότηση και ανάπτυξη της κρυπτογραφίας για εμπορική χρήση, κάτι που δεν υπήρχε πραγματικά πριν. Το NIST διεξήγαγε ένα οκταετές διεθνές τουρνουά για την ανάπτυξη μετα-κβαντικής κρυπτογραφίας, το οποίο είναι μια αρκετά καλή διαδικασία για τη μείωση του κινδύνου κακόβουλης παρέμβασης στον σχεδιασμό αυτών των αλγορίθμων. Συμμετείχαν συνολικά 278 κρυπτογράφοι από 25 χώρες σε έξι ηπείρους, καθιστώντας εξαιρετικά δύσκολο για οποιοδήποτε μέρος να επηρεάσει το αποτέλεσμα.

Ομοίως, η εμπορευματοποίηση αυτών των αλγορίθμων είναι μια διαφορετική πρόκληση. Απαιτεί πρακτικές αποφάσεις υλοποίησης που οι κυβερνήσεις μπορεί να μην είναι στην καλύτερη θέση να λάβουν. Γι' αυτό οι κυβερνήσεις, οι εταιρείες τεχνολογίας και η κοινότητα ανοιχτού κώδικα έχουν όλοι έναν σημαντικό ρόλο να διαδραματίσουν. 

Η μετάβαση δεν μπορεί να περιμένει

– Ποια συστήματα θα πρέπει να μεταβούν πρώτα στη μετα-κβαντική κρυπτογραφία και πόσο επείγουσα είναι η μετάβαση για τα blockchains, τις τράπεζες, τα δίκτυα πληρωμών, τα πορτοφόλια υλικού (hardware wallets) και τις πλατφόρμες επικοινωνίας;

– Δεν νομίζω ότι αυτό πρέπει να προσεγγιστεί ως μια διαδοχική διαδικασία. Κάθε κλάδος θα πρέπει να ξεκινήσει τη μετάβαση τώρα, εάν δεν το έχει ήδη κάνει. Οι πάροχοι πορτοφολιών, για παράδειγμα, δεν μπορούν να ενεργοποιήσουν πλήρως νέα σχήματα υπογραφής έως ότου τα υποστηρίξουν τα υποκείμενα blockchains, γεγονός που προσθέτει ένα άλλο επίπεδο πολυπλοκότητας. Εν τω μεταξύ, η τακτική «συλλογή τώρα, αποκρυπτογράφηση αργότερα» (harvest now, decrypt later) αποτελεί μεγαλύτερο κίνδυνο για τις τράπεζες και τις κυβερνήσεις, επειδή τα περισσότερα blockchains είναι διαφανή από τον σχεδιασμό τους.

Ο επείγων χαρακτήρας αυξάνεται επειδή πλησιάζουμε γρήγορα στο σημείο όπου ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση της μετάβασης μπορεί να υπερβεί τον χρόνο που απομένει μέχρι την Q-Day. Μόλις συμβεί αυτό, ένα σημαντικό ποσό κεφαλαίου θα μπορούσε να εγκαταλείψει εντελώς τον κλάδο των κρυπτονομισμάτων, ενώ μέρος αυτού μπορεί να εισρεύσει σε μετα-κβαντικά blockchains όπως το Quantus.