Квантові компютери: загроза для шифрування Bitcoin і криптовалют?

Квантові обчислення можуть значно легше зламати шифрування на зразок Bitcoin, ніж спочатку думали, стверджує дослідник Google.

Нове дослідження, проведене дослідником Google Quantum AI Кейгом Гідні, показує, що злам широко використовуваного шифрування RSA може вимагати в 20 разів менше квантових ресурсів, ніж раніше вважалося.

У цій знахідці не згадувалися конкретно Bitcoin або інші криптовалюти, але вона націлена на методи шифрування, які формують технічну основу, що забезпечує безпеку криптогаманець та, в деяких випадках, транзакцій.

RSA є алгоритмом шифрування з відкритим ключем, що використовується для шифрування та дешифрування даних. Він покладається на два різних, але пов`язаних ключі: відкритий ключ для шифрування і приватний ключ для дешифрування.

Bitcoin не використовує RSA, а залежить від криптографії на основі елиптичних кривих (ECC). Однак ECC також може бути зламано алгоритмом Шора, квантовим алгоритмом, розробленим для факторизації великих чисел або розв`язання логарифмічних задач — що є серцем криптографії з відкритим ключем.

ECC — це спосіб блокувати та розблокувати цифрові дані за допомогою математичних обчислень, які називаються кривими (які обчислюються лише в одному напрямку), на відміну від великих чисел. Уявіть це як менший ключ, що так само міцний, як більший.

Хоча 256-бітні ECC ключі значно безпечніші за 2048-бітні RSA ключі, квантові загрози масштабуються нелінійно, і дослідження, подібні до роботи Гідні, стискають терміни, за якими такі атаки стають можливими.

“Я оцінюю, що ціле число 2048-бітного RSA може бути факторизоване менш ніж за тиждень квантовим комп`ютером з менше ніж мільйоном шумових кубітів,” написав Гідні. Це було різким переглядом його доповіді 2019 року, в якій оцінювалося, що така задача вимагатиме 20 мільйонів кубітів і займе вісім годин.

Щоб було зрозуміло: жодна така машина поки що не існує. Найпотужніший квантовий процесор IBM на сьогодні, Condor, має трохи більше 1100 кубітів, а Sycamore від Google має 53.

Квантові обчислення користуються принципами квантової механіки, використовуючи квантові біти або кубіти замість традиційних бітів.

На відміну від бітів, що представляють 0 або 1, кубіти можуть одночасно представляти як 0, так і 1 завдяки квантовим явищам, таким як суперпозиція та заплутаність. Це дозволяє квантовим комп`ютерам виконувати кілька обчислень одночасно, потенційно розв`язуючи проблеми, які наразі є складними для класичних комп`ютерів.

“Це 20-кратне зниження кількості кубітів у порівнянні з нашою попередньою оцінкою,” сказав Гідні в пості.

Дослідники, такі як квантова дослідницька група Project 11, активно досліджують, чи можуть навіть ослаблені версії шифрування Bitcoin бути зламані сучасним квантовим апаратом.

Ця група раніше цього року запустила публічну винагороду, пропонуючи 1 BTC (приблизно $85,000) будь-кому, хто зможе зламати крихітні ECC ключі — розміром від 1 до 25 біт — за допомогою квантового комп`ютера.

Мета не полягає в тому, щоб зламати Bitcoin сьогодні, а в тому, щоб виміряти, наскільки близькі нинішні системи можуть бути.