Quantus CEO: Krüptotööstust ähvardab Q-päevaks valmistumise aja lõppemine

Kvantvutid ei ole veel suutelised plokiahelaid suures mahus murdma, kuid krüptotööstusel võib ettevalmistusteks olla vähem aega, kui paljud arvavad. Quantus CEO Christopher Smith selgitab, miks digiallkirjad on esimene sihtmärk, miks Bitcoin seisab silmitsi keerulisema üleminekuga kvantjärgsele turvalisusele kui teised plokiahelad ja kuidas tehisintellekt võib ohtu kiirendada. Intervjuus Traders Union-ile selgitab ta ka, miks ta usub, et kellelgi võib juba olla piisavalt võimas kvantarvuti ja mis võib juhtuda, kui krüptotööstus ei suuda üleminekut õigeaegselt lõpule viia.

Q-päev võib olla lähemal kui oodatud

– IBM muutis kvantarvutid laiemale publikule kättesaadavaks juba 2016. aastal. Miks on kvantturvalisus muutunud just nüüd nii pakiliseks teemaks? Kes on kvantarvutite arengust kõige rohkem ohustatud? 

– Kvanttehnoloogia on eksisteerinud aastakümneid. Aatomkellad ja laserid pärinevad ajast enne 1970ndaid. Kvantarvutite teoreetilised alused pandi paika 1980ndatel ja Shori algoritm (see, mille pärast kõik muretsevad) avastati 1994. aastal. 

Kõik räägivad sellest äkitselt 30 aastat hiljem, sest kvantarvutite arendamine tasemele, kus need suudaksid Shori algoritmi reaalselt käivitada, võttis nii kaua aega. Inimesed on Shori algoritmi pärast mures, sest see suudab tõhusalt lahendada teatud matemaatilisi probleeme, mida peeti keerulisteks. Need probleemid on tänapäevase krüptograafia aluseks, mis turvab mitmesugust teavet alates riigisaladustest ja veebipõhistest finantstehingutest kuni enamiku plokiahelateni.

Kui kvantarvutid suudavad Shori algoritmi käivitada, peavad kõik need süsteemid oma krüptograafiat uuendama. Paljud tehnoloogiaettevõtted on juba alustanud üleminekut kvantjärgsele krüptograafiale. Kahjuks on plokiahelad kõige raskemini uuendatavad süsteemid. Krüptotööstuses on ohus üle 2 TRILJONI dollari, mis tuleb üle viia kvantjärgsetele lahendustele, ja praegu pole neid palju saadaval.

– Kui lähedal me oleme kvantarvutile, mis on suuteline murdma tänapäeva plokiahelates kasutatavat krüptograafiat? Millisel hetkel saame öelda, et oht on muutunud teoreetilisest praktiliseks? 

– Sellele küsimusele on raske vastata mitmel põhjusel. Esimene on see, et tehnoloogiline areng ei ole lineaarne. See toimub hüpetena. See on ettearvamatu.

Teine põhjus on see, et tehisintellekt kiirendab kõike, eriti kvanttehnoloogiat. Parim viis seda näha on uurida saiti https://ecdsa.fail. Mõni kuu tagasi arendas Google Shori algoritmist palju tõhusama versiooni, kuid USA valitsus kehtestas neile vaikimiskohustuse, kuna tundis muret, et vastased, nagu Hiina, võivad seda kasutada. Google avaldas lõpuks artikli, kuid ilma algoritmi üksikasju paljastamata.

Mõni nädal hiljem ütles krüptomeeskond nimega EigenLabs: "Vaatame, mis karu kõhus on," ja lõi avatud platvormi, kus igaüks sai kasutada tehisintellekti, et parandada parimat avalikult teadaolevat algoritmi. Avatud lähtekoodiga kogukonnal kulus Google'i tulemusteni jõudmiseks vaid kolm päeva ja järgmise kuu jooksul peaaegu kahekordistati algoritmi jõudlust. Varsti pärast seda andis president Donald Trump välja täitekorralduse, mis lühendas oluliselt USA valitsusasutuste tähtaega kvantjärgsele krüptograafiale üleminekuks. See näitab, et USA valitsus alahindas dramaatiliselt tehisintellekti mõju kvantarvutitele.

Kolmas põhjus, miks Q-päeva on raske ennustada, on riiklik julgeolek. Peaksime eeldama, et kvantriistvara laboritele kehtivad samuti vaikimiskohustused ja nad kasutavad oma edusammude kiirendamiseks tehisintellekti. Kuna plokiahelate üleminek võtab aastaid, peaksime seda ohtu kohe tõsiselt võtma.

– Blockstreami tegevjuht Adam Back on väitnud, et kvantarvutid ei kujuta Bitcoinile tõenäoliselt praktilist ohtu veel 20–40 aastat, samas kui teised eksperdid usuvad, et üleminek peaks algama kohe. Miks arvamused nii palju lahku lähevad ja millist vaadet peate veenvamaks?

– Noh, kõik räägivad alati oma huvidest lähtudes ja Bitcoinil on kõigist plokiahelatest kõige raskem üleminekutee selle (tõenäoliselt) surnud asutaja ja „detsentraliseeritud“ otsustusprotsessi tõttu. Kvantskeptikutel oleks olnud viimase 20 aasta jooksul õigus, seega on see loogiline vaikeasend. Kuid peaaegu keegi ei nõustu täna Adam Backi ajakavaga. Scott Aaronson, Eli ben-Sasson, Vitalik Buterin, Five Eyes luureagentuurid, rahvusvahelised pangad, Google – neil kõigil on palju lühemad ajakavad. Minu isiklik seisukoht on, et kellelgi on kvantarvuti juba olemas ja nad muretsevad, et keegi teine saab selle endale ja kasutab seda nende vastu.

Bitcoin seisab silmitsi raskeima üleminekuga

– Millised plokiahela elemendid muutuvad kvantrünnakutele tõenäoliselt esimesena haavatavaks: digiallkirjad, rahakotid, konsensusmehhanismid või kaevandamine? 

– Digiallkirjad on haavatav komponent. See hõlmab nii tehingute autoriseerimist kui ka plokkide valideerimist proof-of-stake süsteemides. See hõlmab ka ZK-SNARKS-e, mida kasutavad privaatsusahelad ja roll-up'id, kuid mitte ZK-STARKS-e, mis on sama tehnoloogia räsipõhine versioon. Kaevandamine põhineb räsidel, mis on kvantrünnakutele palju vähem haavatavad. Rusikareegel on „räsid head, elliptilised kõverad halvad“.

– Miks on olemasoleva plokiahela uuendamine kvantjärgse turvalisuse tagamiseks keerulisem kui uue kvantkindla võrgu ehitamine nullist?

– Vanemaid plokiahelaid on raske uuendada, kuna neil puuduvad ahelasisesed juhtimissüsteemid. Uuematel ahelatel on üldjuhul mehhanismid uuenduste tegemiseks, mis hõlbustab üleminekut märkimisväärselt, kuid tegelik probleem on migratsioon. Signal, iMessage ja CloudFlare läksid juba üle kvantjärgsele ajastule ja keegi ei märganud seda, sest insenerid lihtsalt tegelesid sellega ja need on tsentraliseeritud süsteemid, nii et kasutajad ei pidanud midagi tegema. 

Plokiahelate puhul haldavad kasutajad oma võtmeid ise, seega peavad nad kvantturvalisuse saavutamiseks ise tegutsema, kuid paljudel inimestel puudub lihtne juurdepääs või üldse igasugune juurdepääs oma võtmetele, mis lisab takistusi. Meile meeldib öelda, et kvanteelsetel plokiahelatel on migratsiooniprobleem. Uutel ahelatel on adopteerimisprobleem.

– BlackRock, Coinbase, Strategy ja mitmed teised ettevõtted on eraldanud 15 miljonit dollarit Bitcoini turvalisuse parandamiseks, sealhulgas ettevalmistusteks kvantohtudeks. Kas see on märkimisväärne investeering ja kas sellest piisab muutuse loomiseks? 

– Kahjuks ei ole kitsaskoht raha ega tehniline pool. Kaitsealgoritmid „kvantjärgne krüptograafia“ on juba olemas ja neil on head teostused. Tehisintellekt muudab koodi värskendamise ja auditeerimise lihtsaks. Probleem on muus. See on üleminek vanadelt võtmetelt uutele. Bitcoini puhul võib see võtta 1–2 aastat. Samal ajal on Bitcoinil vaid 7 tehingut sekundis (TPS), kuid kvantjärgse krüptograafia võtmed ja allkirjad on palju suuremad, nii et Bitcoini TPS langeb tõenäoliselt tublisti alla 1. On selge, et institutsioonid tahavad Bitcoini ellujäämist, kuid kahjuks pani krüptotööstus kõik kaardid elliptilistele kõveratele.

Mida kvantkindlus tegelikult tähendab

– Paljud plokiahela projektid kirjeldavad end kvantkindlatena. Millistele tehnilistele kriteeriumidele peaks võrk vastama, enne kui seda väidet saab pidada usaldusväärseks, mitte turunduslikuks? 

– Selles ei tohiks kuskil olla elliptilise kõvera allkirju, eriti mitte konsensuse või tehingute autoriseerimise jaoks. Kvantjärgse valiku pakkumine kasutajatele, nagu Algorand ja NEAR, on suurepärane algus, kuid ootus, et kasutajad on krüptograafia esoteerilise teema suhtes proaktiivsed, on veidi optimistlik. 

– Üks Quantuse tooteid on krüptovaluuta rahakott. Millist konkreetset probleemi lahendab see paremini kui olemasolevad rahakotid ja miks peaks tavaline krüptokasutaja täna kvantturvalisusele mõtlema?

– Paljud krüptorahakotid on surve all oma kasutajatelt võimalikult palju väärtust välja pigistada, mis viib selleni, et pakutakse võimendusega kauplemist (hasartmängu) meemimüntidega. See mitte ainult ei kutsu esile hävingut vähemate finantsteadmistega kasutajatele, vaid lahjendab ka krüpto algset missiooni „paremast rahast“. Quantus usub, et krüpto turvamiseks ei pea olema küberjulgeoleku ekspert, ning oleme loonud väga kiire, turvalise ja lihtsasti kasutatava krüptorahakoti, mis on keskendunud rahale, mitte hasartmängudele.

– Juunis allkirjastas president Donald Trump täitekorraldused, mille eesmärk on edendada kvanttehnoloogiaid ja tugevdada USA kaitset krüptograafiliste rünnakute vastu. Kas üleminekut kvantjärgsele krüptograafiale peaksid koordineerima valitsused või peaksid seda juhtima tehnoloogiaettevõtted ja avatud lähtekoodiga kogukond? 

– Nii era- kui ka avalik sektor sõltuvad krüptograafiast. Valitsused, ettevõtted ja avatud lähtekoodiga kogukond peavad kõik oma osa tegema. Valitsused on loomulikult krüptograafia arendamisega tihedalt seotud selle olulisuse tõttu sõjapidamises, mis on minevikus viinud mitmesuguste probleemideni, kus luureagentuurid on krüptograafiat tahtlikult ja salaja nõrgestanud. 

Üks plokiahela kui tööstusharu suuri kingitusi oli krüptograafia eraviisiline rahastamine ja arendamine kommertskasutuseks – midagi, mida varem tegelikult ei eksisteerinud. NIST korraldas kaheksa-aastase rahvusvahelise turniiri kvantjärgse krüptograafia väljatöötamiseks, mis on üsna hea protsess nende algoritmide ülesehitusse pahatahtliku sekkumise riski vähendamiseks. Kokku osales 278 krüptograafi 25 riigist kuuelt kontinendilt, mis muudab tulemuse mõjutamise mis tahes üksiku osapoole poolt äärmiselt raskeks.

Samamoodi on nende algoritmide kommertsialiseerimine teistsugune väljakutse. See nõuab praktilisi rakendusotsuseid, mille tegemiseks ei pruugi valitsused olla parimas positsioonis. Seetõttu on valitsustel, tehnoloogiaettevõtetel ja avatud lähtekoodiga kogukonnal kõigil oluline roll täita. 

Migratsioon ei saa oodata

– Millised süsteemid peaksid esimesena kvantjärgsele krüptograafiale üle minema ja kui kiire on üleminek plokiahelate, pankade, maksevõrkude, riistvaraliste rahakottide ja sideplatvormide jaoks?

– Ma ei arva, et sellele tuleks läheneda kui jada-protsessile. Iga tööstusharu peaks alustama migreerumist kohe, kui ta pole seda veel teinud. Näiteks rahakoti pakkujad ei saa uusi allkirjastamisskeeme täielikult aktiveerida enne, kui alusplokiahelad neid toetavad, mis lisab veel ühe keerukuse kihi. Samal ajal kujutab „kogu nüüd, dešifreeri hiljem“ strateegia suuremat ohtu pankadele ja valitsustele, sest enamik plokiahelaid on disainilt läbipaistvad.

Kiirus on kasvamas, sest läheneme kiiresti punktile, kus migratsiooni lõpuleviimiseks kuluv aeg võib ületada Q-päevani jäänud aega. Kui see juhtub, võib märkimisväärne hulk kapitali krüptotööstusest täielikult lahkuda, samas kui osa sellest võib voolata kvantjärgsetesse plokiahelatesse nagu Quantus.