Наступає ера квантових чипів, безпека криптографії Біткоїна стикається з новими випробуваннями

Google近期發布的量子晶片Willow вражає у сфері криптографії. Ця нова модель квантового чіпа не лише ознаменовує значний крок уперед у практичному застосуванні квантових обчислень, а й знову піднімає занепокоєння у галузі щодо безпеки таких криптовалют, як біткоїн. Наскільки потужні обчислювальні можливості квантового чіпа? Чи справді він загрожує існуванню біткоїна?

Google Willow квантовий чіп: прорив у продуктивності

Згідно з останнім дослідженням Google, опублікованим у журналі Nature, Willow успішно виконав алгоритм «квантового відлуння», продемонструвавши вперше в історії «перевірену квантову перевагу» — тобто, результати обчислень можна підтвердити за допомогою класичних комп’ютерів.

Дані щодо продуктивності вражають. Швидкість обчислень Willow у 13 000 разів перевищує сучасний найпотужніший у світі суперкомп’ютер Frontier. Іншими словами, завдання, яке на Frontier зайняло б 3.2 роки, Willow виконає приблизно за 2 години. Такий прорив у продуктивності змушує замислитися про майбутню безпеку криптографії.

Безпечна фортеця біткоїна: механізм шифрування ECDSA

Щоб зрозуміти, чому квантовий чіп може становити загрозу для біткоїна, потрібно розібратися у його основі — системі публічного та приватного ключів.

Кожен гаманець біткоїна має пару ключів: приватний і публічний. Приватний ключ використовується для підписання транзакцій і підтвердження їх легітимності, а публічний — отримується за допомогою алгоритму цифрового підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA) з приватного ключа. Винахідливість цієї системи полягає у тому, що навіть знаючи публічний ключ, дуже важко відновити приватний.

Це зумовлено «задачею дискретного логарифму на еліптичних кривах» — за сучасних обчислювальних можливостей розв’язання цієї задачі вимагає неймовірних затрат часу. Саме ця математична складність захищає активи мільйонів біткоїн-гаманців.

Квантова загроза: теоретичний ризик vs реальна небезпека

Однак появи квантових комп’ютерів порушує цю рівновагу. Теоретично, достатньо потужний квантовий комп’ютер може швидко розв’язати задачу дискретного логарифму на еліптичних кривах і зламати захист ECDSA.

Фахівець з криптографії з Мічиганського університету Christopher Peikert дає обережну оцінку. Він зазначає, що квантові обчислення справді становлять «розумну» довгострокову загрозу для криптовалют, таких як біткоїн, з ймовірністю понад 5%. Але він також підкреслює, що це не є негайною кризою — технологія квантових обчислень ще далека від здатності зламати сучасну криптографію.

Шляхи протидії: від сьогодні до реальної загрози

Галузь не сидить склавши руки. «Післяквантові підписи» вже є предметом активних досліджень у криптографічній спільноті, багато блокчейн-проектів шукають перехідні рішення. Однак будь-яке рішення має враховувати компроміси.

Peikert зазначає, що нові післяквантові ключі та підписи будуть більшими за розміром, що означає значне збільшення обсягу транзакцій і блоків, а також навантаження на мережу та збереження даних. Тому баланс між безпекою та зручністю стане ключовим питанням у майбутньому.

Поточний висновок: квантовий чіп Willow є технологічним проривом, але реальна загроза безпеці біткоїна ще потребує часу для реалізації. Це дає криптовалютній екосистемі достатньо часу для підготовки до епохи квантових обчислень.