CEO Quantus: Криптоиндустрия рискует не успеть подготовиться к Q-Day

Квантовые компьютеры пока не способны взламывать блокчейны в массовом масштабе, но у криптоиндустрии может быть меньше времени на подготовку, чем многие полагают. Генеральный директор Quantus Кристофер Смит объясняет, почему цифровые подписи станут первой мишенью, почему переход Биткоина к постквантовой безопасности будет сложнее, чем у других блокчейнов, и как ИИ может ускорить появление угрозы. В интервью Traders Union он также делится мнением о том, почему у кого-то уже может быть достаточно мощный квантовый компьютер и что произойдет, если криптоиндустрия не успеет завершить переход вовремя.

Q-Day может быть ближе, чем ожидалось

– IBM сделала квантовые вычисления доступными для широкой аудитории еще в 2016 году. Почему квантовая безопасность стала столь актуальной темой именно сейчас? Кто подвергается наибольшему риску в связи с развитием квантовых вычислений? 

– Квантовые технологии существуют десятилетиями. Атомные часы и лазеры появились еще до 1970-х годов. Теоретические основы квантовых вычислений были заложены в 1980-х, а алгоритм Шора (тот самый, которого все опасаются) был открыт в 1994 году. 

Спустя 30 лет об этом внезапно заговорили все, потому что именно столько времени потребовалось для развития квантовых вычислений до уровня, когда запуск алгоритма Шора стал реалистичным. Люди обеспокоены алгоритмом Шора, потому что он может эффективно решать определенные математические задачи, которые считались трудновыполнимыми. Эти задачи лежат в основе современной криптографии, обеспечивающей безопасность самых разных данных: от военных секретов и финансовых онлайн-транзакций до большинства блокчейнов.

Как только квантовые компьютеры смогут запускать алгоритм Шора, всем этим системам придется обновить свою криптографию. Многие технологические компании уже начали переход на постквантовую криптографию. К сожалению, блокчейны — самые сложные системы для обновления. В криптоиндустрии под угрозой находится более 2 ТРИЛЛИОНОВ долларов, которые необходимо перевести на постквантовые решения, а их сейчас не так много.

– Насколько мы близки к созданию квантового компьютера, способного взломать криптографию современных блокчейнов? В какой момент можно будет сказать, что угроза стала практической, а не теоретической? 

– На этот вопрос сложно ответить по нескольким причинам. Во-первых, технологическое развитие нелинейно. Оно происходит скачками и рывками. Это непредсказуемо.

Во-вторых, ИИ ускоряет все, особенно квантовые технологии. Лучший способ убедиться в этом — изучить сайт https://ecdsa.fail. Несколько месяцев назад Google разработала гораздо более эффективную версию алгоритма Шора, но правительство США наложило на них запрет на разглашение, опасаясь, что противники, такие как Китай, могут им воспользоваться. В итоге Google опубликовала статью, но не раскрыла детали алгоритма.

Несколько недель спустя криптокоманда под названием EigenLabs решила «заглянуть в коробку» и создала открытую платформу, где любой желающий мог использовать ИИ для улучшения лучшего из публично известных алгоритмов. Сообществу разработчиков открытого ПО потребовалось всего три дня, чтобы сравняться с результатами Google, а в течение следующего месяца они почти удвоили производительность алгоритма. Вскоре после этого президент Дональд Трамп издал указ, резко сокращающий сроки перехода правительственных учреждений США на постквантовую криптографию. Это показывает, что правительство США сильно недооценило влияние ИИ на квантовые вычисления.

Третья причина сложности прогнозирования Q-Day — национальная безопасность. Мы должны исходить из того, что лаборатории квантового оборудования также связаны обязательствами о неразглашении и используют ИИ для ускорения прогресса. Поскольку миграция блокчейнов займет годы, нам следует отнестись к этой угрозе серьезно уже сейчас.

– Генеральный директор Blockstream Адам Бэк утверждает, что квантовые компьютеры вряд ли будут представлять практическую угрозу для Биткоина в ближайшие 20–40 лет, в то время как другие эксперты считают, что переход нужно начинать уже сейчас. Почему мнения так сильно расходятся и какую точку зрения вы считаете более убедительной?

– Ну, каждый всегда защищает свои интересы, а у Биткоина самый сложный путь миграции среди всех блокчейнов из-за его (вероятно) покойного основателя и «децентрализованного» принятия решений. Квантовые скептики были правы последние 20 лет, так что это логичная позиция по умолчанию. Однако сегодня почти никто не согласен с графиком Адама Бэка. Скотт Ааронсон, Эли Бен-Сассон, Виталик Бутерин, спецслужбы «Пяти глаз», международные банки, Google — у всех них гораздо более короткие сроки. Моя личная позиция заключается в том, что у кого-то уже есть квантовый компьютер, и они беспокоятся, что кто-то другой получит его и использует против них.

Биткоин ждет самая сложная миграция

– Какие элементы блокчейна, скорее всего, станут уязвимыми для квантовых атак в первую очередь: цифровые подписи, кошельки, механизмы консенсуса или майнинг? 

– Уязвимым компонентом являются цифровые подписи. Это касается как авторизации транзакций, так и валидации блоков в системах Proof-of-Stake. Это также относится к ZK-SNARKS, используемым в приватных сетях и роллапах, но не к ZK-STARKS, который является версией той же технологии на основе хешей. Майнинг основан на хешах, которые гораздо менее уязвимы к квантовым атакам. Эмпирическое правило гласит: «хеши — это хорошо, эллиптические кривые — плохо».

– Почему обновить существующий блокчейн для обеспечения постквантовой безопасности сложнее, чем построить новую квантово-устойчивую сеть с нуля?

– Старые блокчейны трудно обновлять, потому что в них отсутствуют системы ончейн-управления. Новые сети обычно имеют механизмы для проведения обновлений, что значительно облегчает переход, но настоящая проблема — это миграция. Signal, iMessage и CloudFlare уже перешли на постквантовые стандарты, и никто этого не заметил, потому что инженеры просто сделали свою работу, а это централизованные системы, так что пользователям ничего не пришлось предпринимать. 

В случае с блокчейнами пользователи сами управляют своими ключами, поэтому им нужно совершить действие, чтобы стать квантово-защищенными. У многих людей нет легкого доступа (или доступа вообще) к своим ключам, что создает дополнительные трудности. Мы любим говорить: у доквантовых блокчейнов проблема с миграцией, у новых сетей — проблема с принятием.

– BlackRock, Coinbase, Strategy и ряд других компаний выделили 15 миллионов долларов на повышение безопасности Биткоина, включая подготовку к квантовым угрозам. Является ли это значимой инвестицией и достаточно ли этого, чтобы что-то изменить? 

– К сожалению, узкое место не в деньгах и не в технологиях. Защитные алгоритмы «постквантовой криптографии» уже существуют и имеют хорошие реализации. ИИ позволяет легко обновлять и проверять код. Проблема в другом — в миграции со старых ключей на новые. Для Биткоина это может занять 1–2 года. Между тем, пропускная способность Биткоина составляет всего 7 транзакций в секунду (TPS), а ключи и подписи для постквантовой криптографии намного больше, поэтому TPS Биткоина упадет значительно ниже 1. Очевидно, что институты хотят выживания Биткоина, но, к сожалению, криптоиндустрия поставила все на эллиптические кривые.

Что на самом деле означает «квантово-устойчивый»

– Многие блокчейн-проекты называют себя квантово-устойчивыми. Каким техническим критериям должна соответствовать сеть, чтобы это заявление считалось заслуживающим доверия, а не просто маркетингом? 

– В ней нигде не должно быть подписей на эллиптических кривых, особенно для консенсуса или авторизации транзакций. Наличие постквантовой опции для пользователей, как у Algorand и NEAR, — отличный старт, но ожидать, что ваши пользователи будут проявлять инициативу в таком эзотерическом вопросе, как криптография, несколько оптимистично. 

– Одним из продуктов Quantus является криптовалютный кошелек. Какую конкретную проблему он решает лучше существующих кошельков и почему обычному криптопользователю стоит задуматься о квантовой безопасности уже сегодня?

– Многие криптокошельки стремятся извлечь из своих пользователей как можно больше выгоды, что приводит к предложению торговли с кредитным плечом (азартным играм) на мемкоинах. Это не только ведет к краху менее финансово грамотных пользователей, но и размывает первоначальную миссию крипто — создание «лучших денег». Quantus считает, что вам не нужно быть экспертом по кибербезопасности, чтобы защитить свою криптовалюту. Мы создали очень быстрый, безопасный и простой в использовании криптокошелек, ориентированный на деньги, а не на азартные игры.

– В июне президент Дональд Трамп подписал указы, направленные на развитие квантовых технологий и усиление защиты США от криптографических атак. Должен ли переход на постквантовую криптографию координироваться правительствами или его должны возглавить технологические компании и сообщество разработчиков открытого ПО? 

– И частный, и государственный секторы зависят от криптографии. Правительства, компании и сообщество open-source — все должны внести свой вклад. Правительства, естественно, активно участвуют в разработке криптографии из-за ее значимости для военных целей, что в прошлом приводило к ряду проблем, когда криптография намеренно и тайно ослаблялась спецслужбами. 

Одним из величайших даров блокчейна как индустрии стало частное финансирование и разработка криптографии для коммерческого использования — то, чего раньше практически не существовало. NIST провел восьмилетний международный турнир по разработке постквантовой криптографии, что является довольно хорошим процессом для снижения риска злонамеренного вмешательства в разработку этих алгоритмов. Всего в нем приняли участие 278 криптографов из 25 стран на шести континентах, что крайне затруднило влияние любой отдельной стороны на результат.

В то же время коммерциализация этих алгоритмов — это другой вызов. Она требует практических решений по внедрению, которые правительства, возможно, не в состоянии принять наилучшим образом. Вот почему и правительства, и технологические компании, и сообщество разработчиков открытого ПО играют важную роль. 

Миграция не может ждать

– Какие системы должны перейти на постквантовую криптографию первыми и насколько срочен этот переход для блокчейнов, банков, платежных сетей, аппаратных кошельков и коммуникационных платформ?

– Я не думаю, что к этому следует подходить как к последовательному процессу. Каждая отрасль должна начать миграцию сейчас, если она еще этого не сделала. Провайдеры кошельков, например, не могут полностью активировать новые схемы подписи, пока их не поддержат базовые блокчейны, что добавляет еще один уровень сложности. Между тем, стратегия «собирай сейчас, расшифровывай потом» представляет большую угрозу для банков и правительств, поскольку большинство блокчейнов прозрачны по своей структуре.

Срочность растет, потому что мы быстро приближаемся к моменту, когда время, необходимое для завершения миграции, может превысить время, оставшееся до Q-Day. Как только это произойдет, значительный объем капитала может полностью покинуть криптоиндустрию, в то время как часть его может перетечь в постквантовые блокчейны, такие как Quantus.