Потенційний вплив нових досягнень у квантових обчисленнях на Блокчейн

Компанія Google нещодавно представила нове покоління квантових обчислень ліквідності чіпа Willow, ця інноваційна технологія є ще одним значним проривом після того, як у 2019 році було вперше досягнуто "квантового панування". Willow має 105 квантових біт, у двох бенчмарках - квантовому кодуванні та випадковому вибірці схем - досягла найкращих показників у своєму класі.

У тестуванні на основі випадкових електричних схем чіп Willow виконав обчислювальне завдання, яке найшвидшому суперкомп'ютеру потрібно 10^25 років, всього за 5 хвилин. Це число навіть перевищує вік відомого всесвіту. Willow здатен досягти експоненційного зниження рівня помилок і знизити його нижче певного порогу, що є важливим передумовою для практичного використання квантових обчислень.

Цей технологічний прогрес не тільки сприяв розвитку Квантові обчислення ліквідності, але й справив глибокий вплив на багато галузей, особливо в сфері Блокчейн та криптовалют. Наприклад, алгоритм цифрового підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA) та хеш-функція SHA-256 широко використовуються в транзакціях криптовалют, таких як біткоїн. Дослідження показують, що квантові алгоритми можуть зламати ці криптографічні основи, хоча наразі необхідна кількість квантових бітів все ще є великою.

У біткоїн-торгах існує два типи гаманців: один використовує ECDSA публічний ключ отримувача, а інший використовує хеш значення публічного ключа. Оскільки всі транзакції біткоїнів є відкритими, це означає, що зловмисники можуть отримати інформацію про публічний ключ користувача. Як тільки у зловмисників з'явиться достатньо потужний квантовий комп'ютер, вони можуть за короткий час вивести приватний ключ, а отже, контролювати відповідний біткоїн.

Хоча сучасні квантові комп'ютери ще не можуть безпосередньо загрожувати алгоритмам шифрування, які використовуються в реальному житті, швидкий прогрес цієї технології вже поставив нові виклики перед системою безпеки криптовалют. Як захистити безпеку криптовалют під ударом квантових обчислень, стане спільною темою уваги наукової та фінансової спільноти.

Щоб впоратися з цим викликом, післяквантове шифрування (PQC) технологія з'явилася. PQC - це клас нових криптографічних алгоритмів, які можуть протистояти атакам квантових обчислень ліквідності. Перехід блокчейну на рівень, стійкий до квантових загроз, не лише є передовим технологічним дослідженням, але й має на меті забезпечити довгострокову стабільну безпеку блокчейну в майбутньому.

Деякі дослідницькі установи вже досягли прогресу в цій галузі, завершивши будівництво можливостей післяквантового шифрування для повного процесу Блокчейн, а також розробивши бібліотеку шифрів, що підтримує кілька алгоритмів післяквантового шифрування, сертифікованих NIST. Одночасно, з метою вирішення проблеми розширення зберігання післяквантових підписів, шляхом оптимізації процесу консенсусу та зменшення затримок при читанні пам'яті, продуктивність антиквантового Блокчейн може досягати близько 50% від продуктивності оригінального ланцюга.

Крім того, досягнуто прогресу в постквантовій міграції потужних криптографічних алгоритмів. Дослідники розробили набір дистрибутивних протоколів управління ключами для алгоритму підпису Dilithium за стандартами NIST з постквантової криптографії, що є першим у галузі ефективним дистрибутивним протоколом порогового підпису з постквантовою криптографією, який має значні покращення в продуктивності порівняно з існуючими рішеннями.

З розвитком технологій квантових обчислень, блокчейн та криптовалютна індустрія повинні заздалегідь підготуватися, активно розробляти та впроваджувати технології, стійкі до квантових обчислень, щоб забезпечити безпеку та надійність у майбутньому. Це стосується не лише безпеки особистих активів, а й стабільності всієї екосистеми цифрової економіки.