Что, если ключевой кусок криптографии, лежащий в основе биткоина, разваливается?

Это может звучать как научная фантастика (или даже FUD — страх, неуверенность и сомнение) для многих энтузиастов криптовалюты, но едва ли один день проходит без какого-либо прорыва в области квантовых вычислений, ударяющих по проводам.

И хотя технология будет иметь много положительных эффектов на человечество, для держателей криптовалюты эта технология может вызвать опустошение.

Это потому, что квантовые компьютеры способны развернуть большую часть криптографии, которая лежит в основе того, как данные и секретные ключи криптовалют, проходят через Интернет. Таким образом, исследователи в космосе играющие в безопасности, уже пытаются найти способы перепроектировать архитектуру криптовалютных систем, чтобы быть стойкими к квантовым вычислениям.

Например, исследователи на конференции Financial Crypto 2018 на прошлой неделе были настолько обеспокоены возможными последствиями технологии для криптографии, что они уже излагают возможные решения.

«Криптовалюты тесно связаны с деньгами пользователя, и это очень серьезный предмет», — сообщил Fangguo Zhang, научны исследователь университета Sun Yat-sen и соавтор новой статьи «Anonymous Post-Quantum Cryptocash». «В качестве криптографа мы должны принять меры предосторожности в отношении быстрого развития квантовых вычислений, чтобы, если они вдруг станут достаточно сильными, мы можем как можно скорее обновить криптовалютные системы».

Вот почему Чжан и некоторые другие разработали криптовалютную конструкцию (подробно изложено в статье), в которой используется криптография «идеальная решетка» для замены алгоритма цифровой подписи биткоина, чтобы он мог выдержать квантовые компьютеры.

И хотя есть разногласия по поводу временной шкалы, квантовые вычисления будут реализованы, и даже над тем, возможно ли это вообще, все еще другие исследователи прикладывают свои умы к решению.

Компьютерный научный сотрудник Университета Саарланда Студент PhD Тим Раффинг, например, работает над своей собственной схемой:
«Даже если это еще далеко, квантовая безопасность уже важна сегодня».

Замена цифровых подписей

И это потому, что это была бы не одна криптовалют, поглощенная квантовыми вычислениями, но все они, поскольку алгоритмы цифровой подписи будут уязвимой частью систем.

Текущие алгоритмы генерируют открытые и закрытые ключи которые держатели криптовалюты используют для хранения и передачи своего биткоина. Хотя открытые ключи могут быть показаны другим пользователям, поскольку они являются механизмом, используемым для получения криптовалюты, закрытый ключ позволяет пользователям тратить их криптовалюту и как таковой должен храниться, как следует из названия, является частным.

Сегодня с компьютерами закрытый ключ не может быть математически сгенерирован из открытого ключа. Но компьютеры на квантовых технологиях могут быть теоретически настолько мощными, что могут связывать общедоступные и закрытые ключи.

Таким образом, большая часть проведенных исследований выглядит так, чтобы заменить цифровые алгоритмы шифрования на что-то еще.

Например, предложение Чжана заменяет криптографию «идеальными решетками», которые не только устойчивы к квантовой яме, но и испепеляют в функциях конфиденциальности. Согласно этой статье, к схеме добавляются как неприемлемые кольцевые сигнатуры, так и техническая схема, которая, возможно, самая известная из-за ее использования в защищенных конфиденциальной информацией криптовалютных и невидимых адресах.

Хотя из-за сложности системы потребуется развертывание целой новой криптовалютной системы, и, по словам Чжана, это не касается планов исследователей, хотя студенты-выпускники теперь тестируют систему.

Решения квантовой проблемы

Так как огромная сумма денег, усилий и времени уже использована в существующих криптововалютных блокчейнах, это не идеальное решение.
Таким образом, другие исследователи в большей степени сосредоточены на дополнительной архитектуре существующих криптовалютных систем, которые должны стать квантовыми.

Рафтинг Университета Саарланда — один. Кроме того, помощник исследовательского института имперского колледжа Алексей Замятин также недавно стал соавтором новой статьи, хотя она еще не завершена.

Оба исследователя самостоятельно работают над тем, как обучать пользователей этой проблеме, чтобы они были готовы, так как даже если бы были разработаны новые адреса, пользователи должны были взять на себя ответственность за переход на них.

Например, Ruffing опубликовал идею для ведущего списка рассылки разработчиков биткоинов. В основном, Ruffing описывает транзакцию «двух шагов», которая скрывает открытый ключ пользователя до тех пор, пока монеты не будут надлежащим образом перемещены на адрес, готовый к квантованию.

Между тем, Замятин считает, что еще один способ заставить пользователей безопасно перемещать свои криптозащитные адреса с устойчивыми адресами — это перепрограммировать программный пакет с поддержкой обратной совместимости. По словам Замятина, не только это, но и «огромное количество» альтернативных квантово-устойчивых схем подписей, — сообщил он на крупной криптографической конференции в ноябре прошлого года.

Таким образом, многие исследователи не считают, что создание криптовалют стойких к квантовым компьютерам, будет таким сложным. Вместо этого, некоторые считают, что криптовалюта будет наименее из мировых проблем в эпоху, управляемую квантовыми компьютерами.

Замятин сказал:

«У нас будут другие проблемы, если на самом деле появятся квантовые компьютеры».