Криптовалютный момент в Форт-Ноксе: азартная игра стоимостью 1,3 триллиона долларов стимулирует инновации в области квантовой устойчивости самого ценного распределенного реестра в мире

Призрак квантовых компьютеров, потенциально способных нарушить работу блокчейна Биткойна, побудил разработчиков изучить активные меры по укреплению защиты сети. Хотя квантовых компьютеров, способных взломать блокчейн, в настоящее время не существует, угроза больше не является теоретической, и, по оценкам экспертов, такая угроза может материализоваться уже в 2029 году. Недавнее исследование Google показало, что достаточно мощный квантовый компьютер может скомпрометировать основную криптографию Биткойна всего за восемь минут, что на одну минуту короче, чем среднее время, необходимое для расчета блока Биткойн.

Ставки значительны: около 6,5 миллионов биткойн-токенов стоимостью в сотни миллиардов долларов находятся на уязвимых адресах, на которые может напрямую нацелиться квантовый компьютер. Примечательно, что некоторые из этих монет принадлежат загадочному создателю криптовалюты Сатоши Накамото. Потенциальный компромисс не только поставит под угрозу безопасность этих средств, но и подорвет фундаментальные принципы Биткойна, включая доверие к его коду и концепцию надежных денег.

Чтобы понять природу этой угрозы, важно понять основную механику безопасности Биткойна. Сеть опирается на одностороннюю математическую связь, при которой при создании кошелька генерируются закрытый ключ и секретный номер, а на их основе получается открытый ключ. Чтобы потратить биткойн-токены, пользователи должны доказать право собственности на закрытый ключ, создав криптографическую подпись, которую может проверить сеть. Эта система практически неуязвима для современных компьютеров, которым потребовались бы миллиарды лет, чтобы реконструировать закрытый ключ из открытого ключа с помощью криптографии на основе эллиптических кривых.

Однако будущий квантовый компьютер потенциально может превратить эту улицу с односторонним движением в улицу с двусторонним движением, извлекая закрытый ключ из открытого ключа, тем самым истощая связанные монеты. Открытый ключ предоставляется двумя способами: через монеты, которые простаивают в блокчейне (атака с длительным воздействием) или через монеты, которые находятся в пути или ждут в пуле памяти (атака с коротким воздействием). Адреса с оплатой по открытому ключу (P2PK), используемые Сатоши и ранними майнерами, а также текущий формат адреса Taproot (P2TR), который был активирован в 2021 году, подвержены атакам с длительным воздействием. Примерно 1,7 миллиона биткойн-токенов, включая принадлежащие Сатоши, хранятся на старых P2PK-адресах, что делает их уязвимыми для потенциальной квантовой атаки.

В ответ на эту угрозу было предложено несколько инициатив по снижению рисков. Одно из таких предложений, «Предложение по улучшению биткойнов» (BIP) 360, направлено на удаление открытого ключа, постоянно встроенного в блокчейн, путем введения нового типа вывода, называемого Pay-to-Merkle-Root (P2MR). Это не позволит квантовому компьютеру получить закрытый ключ, поскольку у него не будет открытого ключа для работы. Однако это предложение защитит только новые монеты в будущем, оставив 1,7 миллиона биткойн-токенов, уже находящихся на открытых адресах, уязвимыми для атак.

Другое предложение, SPHINCS+/SLH-DSA, предполагает использование постквантовых подписей на основе хеша, которые менее подвержены квантовым атакам. Эта схема была стандартизирована Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) в августе 2024 года как FIPS 205. Однако компромиссом для этой дополнительной безопасности является увеличение размера подписи, что приведет к более высокому требованию к пространству блоков и комиссиям за транзакции. Для решения этой проблемы были введены альтернативные предложения, такие как SHRIMPS и SHRINCS, позволяющие уменьшить размеры подписей при сохранении постквантовой безопасности.

Другие предложения, такие как схема фиксации/раскрытия Таджа Дриджа, направлены на защиту транзакций в мемпуле от потенциального квантового злоумышленника. Это предложение предполагает разделение выполнения транзакции на две фазы: фиксация и раскрытие. Сначала опубликовав запечатанный отпечаток намерения совершить транзакцию, а затем опубликовав фактическую транзакцию, пользователи могут предотвратить подделку квантовым компьютером конкурирующей транзакции с целью кражи их средств. Однако это предложение приведет к увеличению стоимости транзакций из-за дополнительного шага.

Другое предложение, «Песочные часы V2», нацелено на квантовую уязвимость, связанную с 1,7 миллионами биткойн-токенов, хранящихся на старых, уже открытых адресах. Это предложение направлено на замедление потенциального кровотечения путем ограничения продаж этих монет до одного биткойна на блок, тем самым предотвращая катастрофическую массовую ликвидацию в одночасье, которая может дестабилизировать рынок.

Хотя эти предложения все еще находятся на стадии разработки, тот факт, что они были представлены, говорит о том, что проблема уже некоторое время находится в поле зрения разработчиков. Децентрализованное управление сетью Биткойн, в котором участвуют разработчики, майнеры и операторы узлов, означает, что для реализации любого обновления, вероятно, потребуется время. Тем не менее, постоянный поток предложений, направленных на устранение квантовой угрозы, может помочь смягчить обеспокоенность рынка и обеспечить