CEO Quantus: Branży krypto grozi brak czasu na przygotowanie się do Q-Day

​Komputery kwantowe nie są jeszcze w stanie łamać blockchainów na dużą skalę, ale branża krypto może mieć mniej czasu na przygotowania, niż wielu zakłada. Dyrektor generalny Quantus, Christopher Smith, wyjaśnia, dlaczego podpisy cyfrowe będą pierwszym celem, dlaczego Bitcoin stoi przed trudniejszym przejściem na bezpieczeństwo postkwantowe niż inne blockchainy oraz jak AI może przyspieszyć to zagrożenie. W wywiadzie dla Traders Union wyjaśnia on również, dlaczego uważa, że ktoś może już posiadać wystarczająco potężny komputer kwantowy i co może się stać, jeśli branża krypto nie zdoła ukończyć transformacji na czas.

Q-Day może być bliżej niż oczekiwano

– IBM udostępnił obliczenia kwantowe szerszemu gronu odbiorców już w 2016 roku. Dlaczego bezpieczeństwo kwantowe stało się teraz tak pilnym tematem? Kto jest najbardziej narażony na postępy w dziedzinie obliczeń kwantowych? 

– Technologia kwantowa istnieje od dziesięcioleci. Zegary atomowe i lasery pochodzą sprzed lat 70. XX wieku. Teoretyczne podstawy obliczeń kwantowych położono w latach 80., a algorytm Shora (ten, o który wszyscy się martwią) został odkryty w 1994 roku. 

Wszyscy nagle o tym mówią 30 lat później, ponieważ tyle czasu zajęło rozwinięcie obliczeń kwantowych do punktu, w którym realnie można by uruchomić algorytm Shora. Ludzie martwią się algorytmem Shora, ponieważ może on skutecznie rozwiązywać pewne problemy matematyczne, które uważano za trudne. Problemy te stanowią fundament nowoczesnej kryptografii, która zabezpiecza wiele rodzajów informacji, od tajemnic wojskowych i internetowych transakcji finansowych po większość blockchainów.

Gdy komputery kwantowe będą mogły uruchomić algorytm Shora, wszystkie te systemy będą musiały zaktualizować swoją kryptografię. Wiele firm technologicznych rozpoczęło już migrację do kryptografii postkwantowej. Niestety blockchainy są najtrudniejszymi systemami do aktualizacji. W branży krypto zagrożone jest ponad 2 BILIONY dolarów, które muszą zostać przeniesione do rozwiązań postkwantowych, a obecnie nie ma ich zbyt wiele.

– Jak blisko jesteśmy komputera kwantowego zdolnego do złamania kryptografii stosowanej przez dzisiejsze blockchainy? W którym momencie będziemy mogli powiedzieć, że zagrożenie stało się praktyczne, a nie teoretyczne? 

– To trudne pytanie z kilku powodów. Po pierwsze, rozwój technologiczny nie jest liniowy. Odbywa się skokowo. Jest nieprzewidywalny.

Po drugie, AI przyspiesza wszystko, zwłaszcza kwanty. Najlepiej widać to studiując stronę https://ecdsa.fail. Kilka miesięcy temu Google opracowało znacznie wydajniejszą wersję algorytmu Shora, ale rząd USA nałożył na nich zakaz wypowiadania się, ponieważ obawiał się wykorzystania go przez przeciwników, takich jak Chiny. Google ostatecznie opublikowało artykuł, ale bez ujawniania szczegółów algorytmu.

Kilka tygodni później zespół krypto o nazwie EigenLabs powiedział: „Zobaczmy, co jest w środku” i stworzył otwartą platformę, na której każdy mógł użyć AI do ulepszenia najlepszego publicznie znanego algorytmu. Społeczności open-source zajęło tylko trzy dni dorównanie wynikom Google, a w ciągu kolejnego miesiąca niemal podwoili wydajność algorytmu. Wkrótce potem prezydent Donald Trump wydał rozporządzenie wykonawcze drastycznie skracające harmonogram migracji agencji rządowych USA na kryptografię postkwantową. Pokazuje to, że rząd USA drastycznie zbagatelizował wpływ AI na obliczenia kwantowe.

Trzecim powodem, dla którego przewidywanie Q-Day jest trudne, jest bezpieczeństwo narodowe. Powinniśmy założyć, że laboratoria sprzętu kwantowego również podlegają zakazom informacyjnym i używają AI do przyspieszenia postępów. Ponieważ migracja blockchainów zajmie lata, powinniśmy natychmiast potraktować to zagrożenie poważnie.

– Dyrektor generalny Blockstream Adam Back argumentował, że komputery kwantowe prawdopodobnie nie będą stanowić praktycznego zagrożenia dla Bitcoina przez kolejne 20-40 lat, podczas gdy inni eksperci uważają, że transformacja powinna zacząć się teraz. Dlaczego opinie są tak rozbieżne i który pogląd uważa Pan za bardziej przekonujący?

– Cóż, każdy zawsze broni własnych interesów, a Bitcoin ma najtrudniejszą ścieżkę migracji spośród wszystkich blockchainów ze względu na swojego (prawdopodobnie) nieżyjącego twórcę i „zdecentralizowane” podejmowanie decyzji. Sceptycy kwantowi mieliby rację przez ostatnie 20 lat, więc jest to logiczne stanowisko domyślne. Jednak obecnie prawie nikt nie zgadza się z harmonogramem Adama Backa. Scott Aaronson, Eli ben-Sasson, Vitalik Buterin, agencje wywiadowcze Five Eyes, banki międzynarodowe, Google – wszyscy oni mają znacznie krótsze ramy czasowe. Moje osobiste zdanie jest takie, że ktoś już posiada komputer kwantowy i martwi się, że ktoś inny go zdobędzie i użyje przeciwko niemu.

Bitcoin stoi przed najtrudniejszą migracją

– Które elementy blockchaina prawdopodobnie staną się najpierw podatne na ataki kwantowe: podpisy cyfrowe, portfele, mechanizmy konsensusu czy wydobycie? 

– Podatnym elementem są podpisy cyfrowe. Obejmuje to autoryzację transakcji, a także walidację bloków w systemach proof-of-stake. Dotyczy to również ZK-SNARKS, używanych przez łańcuchy prywatności i roll-upy, ale nie ZK-STARKS, które są wersją tej samej technologii opartą na haszach. Wydobycie opiera się na haszach, które są znacznie mniej podatne na ataki kwantowe. Złota zasada brzmi: „hasze dobre, krzywe eliptyczne złe”.

– Dlaczego aktualizacja istniejącego blockchaina pod kątem bezpieczeństwa postkwantowego jest trudniejsza niż budowa nowej sieci odpornej na kwanty od zera?

– Starsze blockchainy są trudne do aktualizacji, ponieważ brakuje im systemów zarządzania on-chain. Nowsze łańcuchy zazwyczaj posiadają mechanizmy przeprowadzania aktualizacji, co znacznie ułatwia transformację, ale prawdziwym problemem jest migracja. Signal, iMessage i CloudFlare przeszły już na rozwiązania postkwantowe i nikt tego nie zauważył, ponieważ inżynierowie po prostu się tym zajęli, a są to systemy scentralizowane, więc użytkownicy nie musieli nic robić. 

W przypadku blockchainów użytkownicy sami zarządzają swoimi kluczami, więc muszą podjąć działanie, aby stać się bezpiecznymi kwantowo, a wiele osób nie ma łatwego dostępu, lub w ogóle żadnego dostępu, do swoich kluczy, co zwiększa opór. Lubimy mówić, że blockchainy przedkwantowe mają problem z migracją. Nowe łańcuchy mają problem z adopcją.

– BlackRock, Coinbase, Strategy i kilka innych firm przeznaczyło 15 milionów dolarów na poprawę bezpieczeństwa Bitcoina, w tym przygotowania na zagrożenia kwantowe. Czy to znacząca inwestycja i czy wystarczy, by coś zmienić? 

– Niestety wąskim gardłem nie są pieniądze ani kwestie techniczne. Algorytmy obronne „kryptografii postkwantowej” już istnieją i mają dobre implementacje. AI ułatwia aktualizację i audyt kodu. Problemem są inne rzeczy. To migracja ze starych kluczy na nowe. W przypadku Bitcoina może to zająć 1-2 lata. Tymczasem Bitcoin obsługuje tylko 7 transakcji na sekundę (TPS), ale klucze i podpisy dla kryptografii postkwantowej są znacznie większe, więc TPS Bitcoina spadnie znacznie poniżej 1. Jasne jest, że instytucje chcą, aby Bitcoin przetrwał, ale niestety branża krypto postawiła wszystko na krzywe eliptyczne.

Co naprawdę oznacza odporność na kwanty

– Wiele projektów blockchain określa się jako odporne na kwanty. Jakie kryteria techniczne powinna spełniać sieć, aby takie twierdzenie można było uznać za wiarygodne, a nie tylko marketingowe? 

– Nie powinna mieć nigdzie podpisów opartych na krzywych eliptycznych, a zwłaszcza w konsensusie czy autoryzacji transakcji. Posiadanie opcji postkwantowej dla użytkowników, jak w przypadku Algorand i NEAR, to świetny początek, ale oczekiwanie, że użytkownicy będą proaktywni w tak ezoterycznym temacie jak kryptografia, jest nieco optymistyczne. 

– Jednym z produktów Quantus jest portfel kryptowalutowy. Jaki konkretny problem rozwiązuje on lepiej niż istniejące portfele i dlaczego przeciętny użytkownik krypto powinien zacząć myśleć o bezpieczeństwie kwantowym już dziś?

– Wiele portfeli krypto znajduje się pod presją wyciskania jak największej wartości od swoich użytkowników, co prowadzi do oferowania handlu z dźwignią (hazardu) na memecoinach. To nie tylko zaprasza do ruiny mniej zaawansowanych finansowo użytkowników, ale także rozwadnia pierwotną misję krypto, jaką jest „lepszy pieniądz”. Quantus wierzy, że nie trzeba być ekspertem od cyberbezpieczeństwa, aby zabezpieczyć swoje krypto. Stworzyliśmy bardzo szybki, bezpieczny i łatwy w użyciu portfel krypto, który koncentruje się na pieniądzach, a nie na hazardzie.

– W czerwcu prezydent Donald Trump podpisał rozporządzenia wykonawcze mające na celu rozwój technologii kwantowych i wzmocnienie ochrony USA przed atakami kryptograficznymi. Czy przejście na kryptografię postkwantową powinno być koordynowane przez rządy, czy też powinny mu przewodzić firmy technologiczne i społeczność open-source? 

– Zarówno sektor prywatny, jak i publiczny zależą od kryptografii. Rządy, firmy i społeczność open-source muszą odegrać swoją rolę. Rządy są naturalnie bardzo zaangażowane w rozwój kryptografii ze względu na jej znaczenie dla działań wojennych, co w przeszłości prowadziło do różnych problemów, gdy kryptografia była celowo i potajemnie osłabiana przez agencje szpiegowskie. 

Jednym z wielkich darów branży blockchain było prywatne finansowanie i rozwój kryptografii do użytku komercyjnego, coś, co wcześniej właściwie nie istniało. NIST przeprowadził ośmioletni międzynarodowy turniej w celu opracowania kryptografii postkwantowej, co jest całkiem dobrym procesem ograniczającym ryzyko złośliwej ingerencji w projektowanie tych algorytmów. Łącznie wzięło w nim udział 278 kryptografów z 25 krajów z sześciu kontynentów, co sprawiło, że jakiejkolwiek pojedynczej stronie niezwykle trudno było wpłynąć na wynik.

Podobnie komercjalizacja tych algorytmów jest innym wyzwaniem. Wymaga praktycznych decyzji implementacyjnych, do których rządy mogą nie być najlepiej przygotowane. Dlatego rządy, firmy technologiczne i społeczność open-source mają do odegrania ważną rolę. 

Migracja nie może czekać

– Które systemy powinny najpierw przejść na kryptografię postkwantową i jak pilna jest ta transformacja dla blockchainów, banków, sieci płatniczych, portfeli sprzętowych i platform komunikacyjnych?

– Nie sądzę, aby należało do tego podchodzić kaskadowo. Każda branża powinna rozpocząć migrację już teraz, jeśli jeszcze tego nie zrobiła. Na przykład dostawcy portfeli nie mogą w pełni aktywować nowych schematów podpisów, dopóki bazowe blockchainy ich nie obsłużą, co dodaje kolejną warstwę złożoności. Tymczasem strategia „zbierz teraz, odszyfruj później” stanowi większe ryzyko dla banków i rządów, ponieważ większość blockchainów jest przejrzysta z założenia.

Pilność rośnie, ponieważ szybko zbliżamy się do punktu, w którym czas wymagany do ukończenia migracji może przekroczyć czas pozostały do Q-Day. Gdy to nastąpi, znaczna ilość kapitału może całkowicie opuścić branżę krypto, podczas gdy część może przepłynąć do blockchainów postkwantowych, takich jak Quantus.