Квантовые физики: 30 тыс. кубитов взломают ключи биткоинов за час

Угроза «Q-Day» для Биткойна становится все ближе

Компания с офисами в Париже и Бостоне объявила в четверг, что, по оценкам её исследователей, отказоустойчивый квантовый компьютер, оснащённый примерно 29 588 физическими кубитами, сможет решить задачу криптографии на основе эллиптической кривой длиной 256 бит всего за 61,8 минуты. Эта математическая задача лежит в основе цифровых подписей, используемых для авторизации транзакций с биткойнами.

Результаты исследования, подробно изложенные в новой научной статье, также показывают, что 22 593 физических кубита могут взломать шифрование RSA-2048 примерно за 3,14 дня, что значительно меньше, чем предполагалось ранее. В 2019 году исследователи прогнозировали, что для факторизации RSA-2048 потребуется примерно 20 миллионов физических кубитов, тогда как пересмотренная оценка, представленная в прошлом году компанией Google Quantum AI, снизила эту цифру до менее чем одного миллиона.

Компания Alice & Bob заявляет, что её последние расчёты представляют собой новый эталон в области минимизации сочетания требований к квантовому оборудованию и времени обработки.

Будьте в курсе
движения ваших монет

Алерты, котировки в реальном времени и новости рынка — в одном приложении

Наведите камеру телефона, чтобы установить

4,8 на основе 40 К оценок в App Store и Google Play

Исследование основано на специализированной сверхпроводящей технологии, известной как «кошачьи кубиты», разработанной для уменьшения определённых квантовых ошибок на аппаратном уровне. Исследователи совместили этот подход с более эффективными кодами исправления ошибок и усовершенствованиями математических операций, требуемых алгоритмом Шора — методом квантовых вычислений, способным взломать широко используемую криптографию с открытым ключом.

Компания подчеркнула, что её выводы представляют собой теоретические оценки ресурсов, а не доказательства того, что существующие квантовые компьютеры способны взломать ключи биткоина. Создание машин, способных надёжно выполнять эти вычисления, по-прежнему остаётся серьёзной инженерной задачей.

Для Биткойна последствия касаются в первую очередь системы цифровой подписи на основе эллиптических кривых, которая позволяет пользователям подтверждать право собственности на средства. Достаточно мощный квантовый компьютер потенциально мог бы вычислить закрытые ключи на основе раскрытых открытых ключей, что позволило бы злоумышленникам генерировать несанкционированные подписи и похищать криптовалюту.

Предполагаемая «Алисой и Бобом» атака, занимающая один час, всё равно превышала бы средний интервал между блоками в биткоине, составляющий примерно 10 минут, что ограничивает непосредственную практическую возможность атаки на обычные транзакции, ожидающие подтверждения. Однако монеты, связанные с уже раскрытыми открытыми ключами, могут подвергаться более серьёзной угрозе, поскольку злоумышленникам не обязательно завершать вычисления до появления следующего блока.

Темпы ускоряются

Это объявление последовало за серией недавних событий, свидетельствующих о том, что технические барьеры на пути квантовых атак постепенно снижаются.

Как сообщал Bitcoin.com News ранее в этом месяце, Google Quantum AI продемонстрировала метод снижения ошибок, называемый «культивированием магического состояния», который позволил в 40 раз повысить надежность специализированных квантовых состояний, необходимых для сложных вычислений. Отдельное исследование Google, опубликованное в марте, показало, что передовая квантовая машина теоретически может взломать подписи Биткойна на основе эллиптических кривых, используя менее 500 000 физических кубитов, причем одна из предложенных конфигураций позволяет завершить атаку примерно за девять минут.

Между тем 19 октября компания Quantinuum, занимающаяся квантовыми вычислениями, объявила, что её система Helios достигла логической точности 99,9995 %, что эквивалентно примерно пяти ошибкам на миллион операций. Компания охарактеризовала это достижение как подтверждение своих амбиций по созданию коммерчески полезного отказоустойчивого квантового компьютера к 2029 году.

Расчеты компании Alice & Bob отражают иной вид прогресса, демонстрируя, как архитектурные решения и усовершенствования алгоритмов могут существенно сократить объем оборудования, необходимого для атаки на существующие криптографические системы.

«Оценки ресурсов, необходимых для запуска алгоритма, неуклонно снижаются по мере того, как в этой области разрабатываются более совершенные подходы к исправлению ошибок и проектированию алгоритмов», — заявил в своём заявлении генеральный директор Alice & Bob Тео Перроннин.

Компания ожидает, что совершенствование квантового оборудования и снижение вычислительных требований потенциально сойдутся в начале 2030-х годов, хотя это пока остается прогнозом, а не установленным графиком.

Эти результаты усиливают давление на разработчиков Биткойна, побуждая их изучить схемы подписей, устойчивые к квантовым атакам, до того, как такие машины станут доступны. Предыдущие оценки показывали, что потенциальному риску могут подвергнуться примерно 6,9 млн BTC, поскольку соответствующие открытые ключи уже были раскрыты.

Замена существующей технологии подписи в Биткойне повлечет за собой значительные сложности, включая увеличение требований к объему данных транзакций, проблемы совместимости с существующими кошельками и сложный вопрос о том, как защитить монеты, хранящиеся на неактивных или недоступных адресах.

Компания Alice & Bob призвала организации начать внедрение постквантовых криптографических средств защиты, а не ждать появления реальной квантовой атаки.

Для Биткойна, где изменения требуют тщательной технической экспертизы и широкой координации в сети, снижение оценок может сделать подготовку всё более важной, даже несмотря на то, что практическое появление квантового компьютера, способного решать криптографические задачи, остаётся неопределённым.

Источник