Недавние разработки в области квантовых вычислений повысили ставки для разработки квантово-устойчивых криптотокенов. Криптовалюты, такие как Биткойн и Эфир, лидеры среди цифровых валют, полагаются на криптографию эллиптических кривых (ECC) для защиты транзакций и данных.
Хотя ECC в настоящее время защищен от классических компьютеров, он, как сообщается, уязвим для вычислительной мощности квантовых машин, и это представляет огромный риск для более широкого рынка криптовалют.
Разработчикам блокчейна потребовались годы, чтобы изучить опасность квантовых вычислений для криптовалют. ECC опирается на сложные математические задачи, такие как поиск закрытого ключа из открытого ключа. Хакеры долгое время считали, что классические компьютеры практически не могут решить проблему в разумные сроки.
Однако появление квантовых вычислений может изменить эту ситуацию. Эксперты по кибербезопасности полагают, что решением уязвимости ECC является разработка квантово-устойчивых криптотокенов.
Постквантовая криптография: новая защита
Квантовые компьютеры, использующие такие алгоритмы, как Алгоритм Шорамогут решать криптографические задачи экспоненциально быстрее, чем классические системы. Теоретически достаточно мощный квантовый компьютер может взломать шифрование ECC за долю времени, которое требуется классическим компьютерам, что представляет собой серьезную угрозу безопасности.
Хотя аналитики считают, что до реализации этой угрозы еще далеко, ее потенциал вызывает растущую обеспокоенность в криптовалютном сообществе.
Чтобы противостоять этой растущей угрозе, разработчики внедряют новое поколение криптовалют, включающее постквантовые криптографические алгоритмы. Эти квантово-устойчивые токены включают криптографию на основе решетки, подписи на основе хэша, криптографию на основе кода и многомерное полиномиальное шифрование.
Такие криптографические методы предназначены для защиты как от классических, так и от квантовых атак, предотвращая любые нарушения в сетях блокчейнов и цифровых транзакциях.
Например, Квантово-устойчивая книга (QRL) использует расширенную схему подписи Меркла (XMSS), подпись на основе хеша, которая остается безопасной даже в среде квантовых вычислений. Аналогичным образом, IOTA использует схему одноразовой подписи Winternitz (WOTS), постквантовый метод, который повышает безопасность ее сети на основе Tangle.
Являются ли угрозы квантовых вычислений вопросом времени, а не «если»?
Хотя квантовые компьютеры, способные нарушить существующие криптографические стандарты, еще не полностью реализованы, исследования показывают, что эта технология может стать достижимой в следующем десятилетии.
По данным Института глобального риска (GRI), квантовые компьютеры, способные взломать существующие методы шифрования, могут появиться в течение следующих 10–20 лет.
Недавние достижения, такие как квантовый процессор Willow от Google, достигший рубежа в 105 кубитов, сигнализируют о быстром прогрессе квантовых технологий.
«То, что у вас есть, — это бомба замедленного действия, которая вот-вот взорвется, если и когда кто-то получит возможность разрабатывать методы взлома квантовых компьютеров и решит использовать ее для борьбы с криптовалютами.», сказал Артур Херман из Института Хадсона.
Квантовый прорыв поставит под угрозу как Биткойн, так и традиционные финансы, поскольку многие банковские системы полагаются на криптографию с открытым ключом. Однако эксперты предупреждают, что Биткойн может стать главной мишенью для квантовых хакеров.
«Биткойн будет безжалостно атакован». отметил Скип Санзери, соучредитель компании QuSecure, занимающейся квантовой кибербезопасностью. «У банков есть правила и средства защиты, но у Биткойна защиты нет. В случае кражи ваш биткойн не будет возмещен.»
Подготовка к квантовоустойчивым решениям
Для борьбы с квантовыми угрозами разработчики блокчейна применяют передовые криптографические методы. К ним относится криптография на основе решетки, которая использует такие алгоритмы, как CRYSTALS-Kyber, для обеспечения высокой безопасности и эффективности.
Другой метод — криптография на основе хэша, которая эффективна при создании уникальных отпечатков пальцев для транзакций, как показано в Quantum Resistant Ledger (QRL) с XMSS.
Такие организации, как Национальный институт стандартов и технологий США (NIST), активно работающий по стандартизации постквантовых криптографических методов, закладывая основу для более безопасного цифрового будущего.
Эти усилия, по мнению исследователей из института, гарантируют, что криптовалютные системы способны противостоять текущим киберугрозам и хорошо оснащены для борьбы с возникающими рисками, создаваемыми квантовыми вычислениями.
С нуля до Web3 Pro: ваш 90-дневный план начала карьеры
