Quantus VD: Kryptoindustrin riskerar att få slut på tid för att förbereda sig för Q-Day

Kvantdatorer är ännu inte kapabla att knäcka blockkedjor i stor skala, men kryptoindustrin kan ha mindre tid att förbereda sig än vad många antar. Quantus VD Christopher Smith förklarar varför digitala signaturer skulle vara det första målet, varför Bitcoin står inför en svårare övergång till post-kvantsäkerhet än andra blockkedjor, och hur AI kan påskynda hotet. I en intervju med Traders Union förklarar han också varför han tror att någon redan kan inneha en tillräckligt kraftfull kvantdator och vad som kan hända om kryptoindustrin misslyckas med att slutföra övergången i tid.

Q-Day kan vara närmare än väntat

– IBM gjorde kvantdatorer tillgängliga för en bredare publik redan 2016. Varför har kvantsäkerhet blivit ett så brådskande ämne nu? Vem löper störst risk vid framsteg inom kvantdatorer? 

– Kvantteknik har funnits i årtionden. Atomur och lasrar dateras till före 1970-talet. Kvantdatorernas teoretiska grunder lades på 1980-talet och Shors algoritm (den som alla är oroliga för) upptäcktes 1994. 

Alla pratar plötsligt om det 30 år senare eftersom det tog så lång tid att utveckla kvantdatorer till den punkt där de realistiskt sett kunde köra Shors algoritm. Folk är oroliga för Shors algoritm eftersom den effektivt kan lösa vissa matematiska problem som man trodde var svåra. Dessa problem utgör grunden för modern kryptografi, som säkrar många typer av information, från militära hemligheter och finansiella transaktioner online till de flesta blockkedjor.

När kvantdatorer väl kan köra Shors algoritm kommer alla dessa system att behöva uppgradera sin kryptografi. Många teknikföretag har redan börjat migrera till post-kvantkryptografi. Tyvärr är blockkedjor de svåraste systemen att uppgradera. Det finns över 2 BILJONER dollar i riskzonen inom kryptoindustrin som behöver flyttas till post-kvantlösningar, och det finns inte många tillgängliga för närvarande.

– Hur nära är vi en kvantdator som kan knäcka den kryptografi som används av dagens blockkedjor? Vid vilken tidpunkt kommer vi att kunna säga att hotet har blivit praktiskt snarare än teoretiskt? 

– Det är en svår fråga att svara på av flera skäl. Det första är att den tekniska utvecklingen inte är linjär. Den sker i ryck och stötar. Den är oförutsägbar.

Det andra är att AI accelererar allt, särskilt kvantteknik. Det bästa sättet att se detta är att studera https://ecdsa.fail. För några månader sedan utvecklade Google en mycket effektivare version av Shors algoritm, men den amerikanska regeringen gav dem ett yppandeförbud eftersom de var oroliga för att motståndare som Kina skulle använda den. Google publicerade till slut rapporten, men utan att avslöja detaljerna i algoritmen.

Några veckor senare sa ett kryptoteam kallat EigenLabs: "Låt oss se vad som finns i lådan", och skapade en öppen plattform där vem som helst kunde använda AI för att förbättra den bästa offentligt kända algoritmen. Det tog open source-communityn bara tre dagar att matcha Googles resultat, och under den följande månaden nästan fördubblade de algoritmens prestanda. Kort därefter utfärdade president Donald Trump en exekutiv order som dramatiskt förkortade tidslinjen för amerikanska myndigheter att migrera till post-kvantkryptografi. Detta visar att den amerikanska regeringen dramatiskt underskattade AI:s inverkan på kvantdatorer.

Det tredje skälet till att det är svårt att förutsäga Q-Day är nationell säkerhet. Vi bör anta att kvanthårdvarulabb också omfattas av yppandeförbud och använder AI för att påskynda sina framsteg. Eftersom det kommer att ta år för blockkedjor att migrera bör vi ta detta hot på allvar omedelbart.

– Blockstreams VD Adam Back har hävdat att kvantdatorer sannolikt inte kommer att utgöra ett praktiskt hot mot Bitcoin på ytterligare 20–40 år, medan andra experter anser att övergången bör börja nu. Varför skiljer sig åsikterna så mycket åt, och vilken syn finner du mest övertygande?

– Tja, alla talar alltid för sin egen sak, och Bitcoin har den svåraste migrationsvägen av alla blockkedjor på grund av sin (troligen) döda grundare och sitt ”decentraliserade” beslutsfattande. Kvantskeptiker skulle ha haft rätt de senaste 20 åren, så det är en logisk standardposition att inta. Men nästan ingen håller med om Adam Backs tidslinje idag. Scott Aaronson, Eli ben-Sasson, Vitalik Buterin, Five Eyes-underrättelsetjänsterna, internationella banker, Google – alla har de mycket kortare tidslinjer. Min personliga ståndpunkt är att någon redan har kvantdatorn och att de är oroliga för att någon annan ska få tag på den och använda den mot dem.

Bitcoin står inför den svåraste migrationen

– Vilka element i en blockkedja kommer sannolikt att bli sårbara först för kvantattacker: digitala signaturer, plånböcker, konsensusmekanismer eller mining? 

– De digitala signaturerna är den sårbara komponenten. Detta omfattar transaktionsauktorisering såväl som blockvalidering i proof-of-stake-system. Det omfattar även ZK-SNARKS, som används av integritetskedjor och roll-ups, men inte ZK-STARKS som är en hash-baserad version av samma teknik. Mining är baserad på hashar, vilket är mycket mindre sårbart för kvantattacker. Tumregeln är ”hashar bra, elliptiska kurvor dåliga”.

– Varför är det svårare att uppgradera en befintlig blockkedja för post-kvantsäkerhet än att bygga ett nytt kvantresistent nätverk från grunden?

– De äldre blockkedjorna är svåra att uppgradera eftersom de saknar on-chain-styrningssystem. Nyare kedjor har i allmänhet mekanismer för att göra en uppgradering, vilket underlättar övergången avsevärt, men det verkliga problemet är migrationen. Signal, iMessage och CloudFlare har redan gått över till post-kvant och ingen märkte det, eftersom ingenjörerna bara hanterade det och dessa är centraliserade system så användarna behövde inte göra någonting. 

När det gäller blockkedjor hanterar användarna sina egna nycklar, så de måste vidta en åtgärd för att bli kvantsäkra och många människor har inte enkel tillgång, eller någon tillgång alls, till sina nycklar, vilket skapar mer friktion. Vi brukar säga att pre-kvant-blockkedjor har ett migrationsproblem. Nya kedjor har ett adoptionsproblem.

– BlackRock, Coinbase, Strategy och flera andra företag har satsat 15 miljoner dollar på att förbättra Bitcoins säkerhet, inklusive förberedelser för kvanthot. Är det en meningsfull investering, och räcker det för att göra skillnad? 

– Tyvärr är flaskhalsen varken pengar eller teknik. De defensiva algoritmerna ”post-kvantkryptografi” finns redan och har bra implementeringar. AI gör det enkelt att uppdatera och granska koden. Det är dessa saker som är problemet. Det är migrationen från gamla nycklar till nya. Det kan ta 1–2 år för Bitcoin. Samtidigt har Bitcoin bara 7 transaktioner/sekund (TPS), men nycklarna och signaturerna för post-kvantkryptografi är mycket större så Bitcoins TPS kommer att sjunka långt under 1. Det är tydligt att institutionerna vill att Bitcoin ska överleva, men tyvärr satsade kryptoindustrin allt på elliptiska kurvor.

Vad kvantresistent egentligen betyder

– Många blockkedjeprojekt beskriver sig själva som kvantresistenta. Vilka tekniska kriterier bör ett nätverk uppfylla innan det påståendet kan anses vara trovärdigt snarare än marknadsföring? 

– Det bör inte ha några signaturer med elliptiska kurvor någonstans, men särskilt inte för konsensus eller transaktionsauktorisering. Att ha ett post-kvant-alternativ för användare, som Algorand och NEAR, är en bra början, men att förvänta sig att dina användare ska vara proaktiva när det gäller det esoteriska ämnet kryptografi är lite optimistiskt. 

– En av Quantus produkter är en kryptoplånbok. Vilket specifikt problem löser den bättre än befintliga plånböcker, och varför bör den genomsnittliga kryptoanvändaren börja tänka på kvantsäkerhet idag?

– Många kryptoplånböcker är under press att extrahera så mycket värde från sina användare som möjligt, vilket leder till saker som att erbjuda hävstångshandel (spel) på memecoins. Detta bjuder inte bara in till undergång för mindre finansiellt sofistikerade användare, utan urvattnar också det ursprungliga kryptouppdraget om ”bättre pengar”. Quantus anser att man inte ska behöva vara expert på cybersäkerhet för att säkra sin krypto, och vi har skapat en mycket snabb, säker och lättanvänd kryptoplånbok som är fokuserad på pengar, inte spel.

– I juni undertecknade president Donald Trump exekutiva order som syftar till att främja kvantteknik och stärka USA:s skydd mot kryptografiska attacker. Bör övergången till post-kvantkryptografi samordnas av regeringar, eller bör den ledas av teknikföretag och open source-communityn? 

– Både den privata och offentliga sektorn är beroende av kryptografi. Regeringar, företag och open source-communityn måste alla göra sin del. Regeringar är naturligtvis ganska involverade i utvecklingen av kryptografi på grund av dess relevans för krigföring, vilket har lett till en rad problem tidigare där kryptografi avsiktligt och i hemlighet försvagades av spionorganisationer. 

En av de stora gåvorna från blockkedjeindustrin var den privata finansieringen och utvecklingen av kryptografi för kommersiellt bruk, något som inte riktigt existerade tidigare. NIST genomförde en åttaårig internationell turnering för att utveckla post-kvantkryptografi, vilket är en ganska bra process för att minska risken för skadlig inblandning i utformningen av dessa algoritmer. Totalt 278 kryptografer från 25 länder på sex kontinenter deltog, vilket gjorde det extremt svårt för någon enskild part att påverka resultatet.

Likaså är kommersialiseringen av dessa algoritmer en annan utmaning. Det kräver praktiska implementeringsbeslut som regeringar kanske inte är bäst lämpade att fatta. Det är därför regeringar, teknikföretag och open source-communityn alla har en viktig roll att spela. 

Migrationen kan inte vänta

– Vilka system bör migrera till post-kvantkryptografi först, och hur brådskande är övergången för blockkedjor, banker, betalningsnätverk, hårdvaruplånböcker och kommunikationsplattformar?

– Jag tycker inte att detta ska ses som en vattenfallsprocess. Varje bransch bör börja migrera nu om de inte redan har gjort det. Plånboksleverantörer kan till exempel inte fullt ut aktivera nya signaturscheman förrän de underliggande blockkedjorna stöder dem, vilket lägger till ytterligare ett lager av komplexitet. Samtidigt utgör ”skörda nu, dekryptera senare” en större risk för banker och regeringar eftersom de flesta blockkedjor är transparenta av design.

Det brådskar alltmer eftersom vi snabbt närmar oss den punkt där den tid som krävs för att slutföra migrationen kan överstiga den tid som återstår till Q-Day. När det väl händer kan en betydande mängd kapital lämna kryptoindustrin helt och hållet, medan en del av det kan flöda in i post-kvant-blockkedjor som Quantus.