Квантові атаки на блокчейн і рішення Віталіка Бутеріна

Однак подібні технології працюють за абсолютно іншим принципом, ніж традиційні комп'ютерні моделі, що змушує кардинально переглянути підходи у сфері безпеки даних. Можливості квантових комп'ютерів дають змогу зламувати такі методи криптографії, на які звичайному комп'ютеру знадобилися б тисячі років. 

Як уже йшлося в одній із наших попередніх статей, поява квантових обчислень дійсно здатна створити загрозу безпеці криптографічних блокчейн-технологій. Насамперед слід зазначити, що квантові комп'ютери ще не стали мейнстримом і не розкрили весь свій потенціал. 

За даними McKinsey, до 2030 року працюватиме близько 5 000 квантових комп'ютерів. Великі технологічні компанії, як-от Google та IBM, уже представили свої квантові рішення. Ці системи мають складну інфраструктуру, що складається з великої кількості кабелів і потужних систем охолодження.

Щоб зламати криптографічний код, процесору квантового комп'ютера потрібні мільйони кубітів (міра обчислювальної потужності). Найбільший квантовий комп'ютер на сьогодні побудований компанією Atom Computing і налічує 1180 кубітів. 

Деякі технологічні компанії оголосили про роботу над більш потужними комп'ютерами, які будуть готові через 5 років. Однак поки світ рухається вперед, блокчейн теж не стоїть на місці. 

Щоб зламати блокчейн і отримати доступ до коштів користувачів, квантова атака повинна досягти 51% контролю над мережею. У блокчейні інформація зберігається в блоках, які пов'язані один з одним за допомогою криптографічних технологій. Якщо зловмисники, які використовують квантові алгоритми, отримають контроль над більшою частиною обчислювальних потужностей мережі, вони зможуть змінювати інформацію так, як їм потрібно. Це означає, що у них буде можливість контролювати активи користувачів. 

Атакувати великі мережі у такий спосіб за допомогою звичайного комп'ютера практично неможливо, та й не має сенсу. Якщо зловмисник спробує здійснити атаку, наприклад, на мережу Bitcoin, йому знадобиться величезна кількість обладнання та обчислювальних потужностей, щоб скомпрометувати систему під час додавання нових блоків. 

Але з приходом квантових комп'ютерів, які зможуть більш ефективно розшифровувати криптографію, доведеться розробити нові підходи для захисту від атак 51% на блокчейн. 

Як уже згадувалося, поки що не існує достатньо потужних квантових комп'ютерів, щоб зламати криптографічні алгоритми. Але експерти з безпеки блокчейну вже заздалегідь розробили рішення для захисту мереж від квантових атак. Серед них — стійкі до квантових атак алгоритми і техніки забезпечення конфіденційності, такі як zk-STARKs. 

Засновник Ethereum Віталік Бутерін не раз ділився своїми міркуваннями про можливий вплив квантових обчислень на блокчейн. Ще у 2013 році він опублікував статтю про те, як поліпшити безпеку біткоїна і зробити його квантовобезпечним. 

Говорячи про останні події та можливі сценарії, технічний візіонер зазначив, що Ethereum уже добре підготовлений до вживання заходів у разі такої атаки. 

Наразі ведеться робота над криптографічними розробками для захисту від квантових загроз. Серед них — абстрактні облікові записи та криптографія з квантовою стійкістю. Щойно вони будуть готові, користувачі Ethereum зможуть перейти на квантовостійкий підпис. Однак якщо виникне необхідність захистити кошти користувачів, Ethereum може провести хардфорк. Бутерін заявив: 

Експерти з кібербезпеки активно працюють над способами захисту криптографічної інфраструктури від потенційних квантових атак. Такі організації, як Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) та Інженерна рада Інтернету (IETF), почали роботу над постквантовою криптографією. З огляду на прямий зв'язок між квантовими комп'ютерами та криптовалютами, спільнота розробників і дослідників блокчейну готується до настання Q-day («квантового дня»). Завдяки наявним рішенням, новим розробкам і колективному технічному досвіду є всі шанси ефективно розв'язувати проблеми безпеки.