Біткоїн залишатиметься захищеним від квантових загроз упродовж 20–40 років, заявив криптограф Адам Бек

Хронологія квантової безпеки Bitcoin: 20-40 років запасу

За оцінкою шифропанка та CEO Blockstream Адама Бака, Bitcoin не зіткнеться зі значною загрозою з боку квантових обчислень щонайменше протягом двох-чотирьох десятиліть. Досвідчений криптограф, згаданий у вихідній білій книзі Bitcoin, прокоментував зростаючі побоювання в криптовалютній спільноті щодо впливу квантових обчислень на безпеку Bitcoin.

Бак висловив свою оцінку у відповідь на активні дискусії на соціальних платформах щодо потенційної «квантової атаки» на криптографічні основи Bitcoin. Він підкреслив, що нинішні страхи перебільшені й не підкріплені реальним станом розвитку квантових технологій.

У своїй останній заяві Бак відповів на запитання щодо можливої вразливості Bitcoin на тлі глобального прискорення квантових досліджень. Він пояснив, що Bitcoin «ймовірно не» вразливий протягом «20–40 років», і наголосив, що Національний інститут стандартів і технологій (NIST) уже затвердив стандарти постквантового шифрування. Ці стандарти дають можливість Bitcoin завчасно впровадити квантово-стійку криптографію до того, як квантові комп’ютери досягнуть потужності, необхідної для зламу SHA-256.

Погляд Бака базується як на сучасних обмеженнях квантового обладнання, так і на випереджальній розробці постквантових крипторішень. Такий часовий горизонт дає розробникам Bitcoin достатньо часу для впровадження необхідних оновлень безпеки без шкоди для цілісності мережі чи активів користувачів.

Попри гучні прогнози, практичні квантові атаки наразі недосяжні

Зважена оцінка Бака відрізняється від тривожних прогнозів, які ширяться останнім часом. У вірусному відео венчурний інвестор Чамат Палихаапітія припустив, що квантова загроза може виникнути вже за два-п’ять років, що викликало серйозне занепокоєння серед інвесторів і розробників цифрових активів.

Палихаапітія стверджував, що для зламу SHA-256 — криптографічної геш-функції, яка захищає транзакції Bitcoin, — потрібно близько 8 000 кубітів. Проте Бак поставив під сумнів цю оцінку, наголосивши на великому розриві між теоретичними показниками і реальними можливостями сучасних квантових систем.

Сучасні квантові комп’ютери мають дві ключові вади: високий рівень шуму та проблеми масштабування. Найбільша на сьогодні нейтрально-атомна квантова система Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) досягла близько 6 100 фізичних кубітів. Це важливий крок для квантових досліджень, але ці фізичні кубіти ще не придатні для зламу криптографії через значні помилки в роботі системи.

Проблема полягає у різниці між фізичними та логічними кубітами. Фізичні кубіти дуже вразливі до впливу навколишнього середовища та квантової декогеренції, тому вимагають складних механізмів виправлення помилок. Для реальних застосувань потрібні логічні кубіти — виправлені від помилок квантові біти, що забезпечують надійні обчислення. Сучасні рішення з більшими можливостями, такі як процесор Helios компанії Quantinuum, наразі забезпечують лише близько 48 логічних кубітів, що значно менше потрібного для криптоатак.

Останні досягнення у гейт-орієнтованих квантових системах дозволили Atom Computing перевищити 1 000 фізичних кубітів у своїх системах. Однак ця кількість все ще на порядки менша від тисяч логічних кубітів, необхідних для виконання алгоритму Шора — квантового алгоритму, здатного зламувати сучасні стандарти шифрування, як-от RSA-2048 чи ECDSA у Bitcoin.

Хоча експерти у сфері квантових обчислень і криптографії погоджуються, що практичні квантові атаки на Bitcoin зараз неможливі, питання довгострокової загрози залишається актуальним. У сфері кібербезпеки поширюється концепція «збирати зараз, розшифровувати потім» (harvest now, decrypt later), коли зловмисники накопичують зашифровані дані з розрахунком на майбутню квантову розшифровку. Хоча цей підхід не створює прямої загрози моделі володіння Bitcoin завдяки особливостям його криптографії, він підкреслює необхідність своєчасного оновлення цифрової інфраструктури в умовах розвитку квантових технологій.

Чи готовий Bitcoin до квантової епохи?

Обговорення квантової готовності у спільноті розробників Bitcoin значно активізувалися протягом останнього року. Велися численні технічні дискусії, з’явилися пропозиції щодо покращень і комплексні оцінки безпеки, оскільки розробники й дослідники прагнуть гарантувати довгострокову захищеність Bitcoin від квантових ризиків.

Останнім часом аналітик блокчейну Віллі Ву закликав користувачів Bitcoin розглянути переведення монет із Taproot-адрес, оскільки формати, що відкривають публічний ключ напряму, можуть першими стати вразливими до квантових атак. Taproot, найновіше велике оновлення Bitcoin, запровадив нові схеми підписів, які дають переваги у приватності та ефективності, але можуть мати інші характеристики квантової безпеки порівняно з попередніми адресними форматами.

Колишній розробник Bitcoin Core Йонас Шнеллі додав, що старі формати адрес можуть тимчасово забезпечити кращий захист від квантових атак. Однак він підкреслив, що жодна користувацька міграція не може вважатися повністю безпечною, якщо квантові машини зможуть атакувати транзакції у мемпулі — буфері непідтверджених транзакцій. Це критичний момент, коли квантові комп’ютери можуть перехоплювати та компрометувати транзакції до підтвердження у блокчейні.

Bitcoin-спільнота вивчає Пропозицію щодо покращення Bitcoin 360 (BIP-360), яка впроваджує квантово-стійкі підписи ML-DSA (Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm). У 2024 році ці підписи були обрані NIST у межах проекту стандартизації постквантової криптографії. Пропозиція, підготовлена розробником Bitcoin Джеймсоном Лоппом, пропонує багаторічну стратегію поступового переходу від старих схем підпису до появи реальної квантової загрози.

Прихильники BIP-360 вважають, що вона створює необхідну структуру для складного процесу оновлення: визначає технічні вимоги, строки міграції та принципи зворотної сумісності. Критики ж стверджують, що лише масштабне оновлення протоколу забезпечить справжній захист від квантових атак, а покрокові зміни можуть бути недостатніми.

Погляди галузі щодо термінів загроз залишаються суперечливими. Деякі експерти, включно зі співзасновником Solana Анатолієм Яковенком, попереджають, що прорив у квантових обчисленнях може статися вже за п’ять років, особливо зважаючи на вплив штучного інтелекту на прискорення досліджень і оптимізацію апаратного забезпечення. Такий підхід підкреслює непередбачуваність технологічного розвитку.

Аналітики оцінюють, що приблизно 6–7 мільйонів BTC зараз зберігаються на старих адресних форматах, які першими можуть стати мішенню квантових атак. Ці адреси — переважно P2PK (Pay-to-Public-Key), використовувані у перші роки Bitcoin, — розкривають публічні ключі на блокчейні, роблячи їх теоретично вразливішими до квантового аналізу, ніж новіші формати, які розкривають публічний ключ лише під час здійснення витрати.

Практичні наслідки квантових ризиків спонукали ключових власників Bitcoin до дій. Ель-Сальвадор, який утримує понад 6 000 BTC у національній казні, нещодавно розподілив свої активи між 14 окремими адресами. Це стало відповіддю на критику фахівців з безпеки щодо попередньої практики зберігання всіх резервів на одній адресі, що створювало ризики як для квантової, так і для загальної безпеки.

Останніми роками дослідники квантових обчислень переглянули прогнози щодо термінів загрози: багато хто вважає, що практичні криптоатаки можуть стати можливими наприкінці 2020-х або на початку 2030-х років. Такі зміни обумовлені зменшенням необхідної потужності квантових машин для зламу криптографії внаслідок підвищення ефективності обладнання та прогресу технологій виправлення помилок.

Деякі стартапи у сфері квантових обчислень заявляють про розробку спеціалізованих архітектур із сотнями тисяч кубітів, здатних потенційно загрожувати 256-бітним еліптичним підписам. Хоча ці прогнози залишаються припущеннями й стикаються з серйозними технічними бар’єрами, вони стимулюють підвищення уваги до постквантової безпеки.

Інженери й розробники протоколів розуміють, що оновлення децентралізованих мереж, як-от Bitcoin, вимагає більшої координації та консенсусу, ніж зміни у централізованих системах. Постквантові схеми підпису, як правило, мають більші ключі та вищі обчислювальні витрати, що створює виклики для розробників гаманців, операторів вузлів і майнерів щодо балансу між безпекою, продуктивністю та користувацьким досвідом.

Декілька проєктів, пов’язаних із Bitcoin, вже експериментують із постквантовою інфраструктурою. Bitcoin-сайдчейн Rootstock та Naoris Protocol розпочали дослідження впровадження квантово-стійкої криптографії. У секторі апаратних гаманців виробники, такі як Trezor, реагують на квантові ризики, розробляючи пристрої — зокрема модель Safe 7 — із механізмами оновлення прошивки, що вже відповідають майбутнім постквантовим стандартам.

Подальший шлях до квантової безпеки Bitcoin полягає в поєднанні практичних поточних потреб із довгостроковою захищеністю. Хоча 20-40-річний горизонт, запропонований Адамом Баком, дає підстави для спокою, спільнота розробників Bitcoin продовжує працювати над впровадженням надійних постквантових заходів задовго до появи реальної загрози. Такий проактивний підхід відображає прагнення криптовалютної екосистеми зберігати безпеку Bitcoin у міру розвитку обчислювальних технологій.

FAQ

Яка загроза для безпеки Bitcoin виникає через квантові обчислення?

Квантові комп’ютери теоретично здатні зламати шифрування ECDSA, яке використовується для генерації ключів і підпису транзакцій у Bitcoin. Водночас Bitcoin залишатиметься захищеним ще 20-40 років, оскільки розвиток квантових технологій тривалий. Мережа зможе оновити свої криптографічні алгоритми до появи квантових загроз, забезпечивши довгострокову безпеку.

Чому, на думку Адама Бака, Bitcoin залишатиметься захищеним від квантових загроз ще 20-40 років?

Адам Бак вважає, що криптографічні алгоритми Bitcoin ще 20-40 років залишатимуться захищеними від квантових обчислень, оскільки сучасний рівень розвитку квантових технологій не дозволяє зламати чинні протоколи безпеки. Bitcoin встигне впровадити оновлення постквантової криптографії до появи реальної загрози.

Коли квантові комп’ютери реально створять загрозу криптографічному алгоритму Bitcoin?

За словами криптографа Адама Бака, Bitcoin залишатиметься захищеним від квантових загроз ще 20-40 років. Сучасні квантові комп’ютери не мають можливостей для зламу ECDSA у Bitcoin. Для появи справжньої загрози потрібен серйозний технологічний прорив.

Які заходи вживає спільнота Bitcoin для протидії майбутнім квантовим ризикам?

Спільнота Bitcoin займається дослідженням постквантової криптографії, розробкою квантово-стійких алгоритмів і плануванням оновлень протоколу. Основні напрями — вивчення підписів на гратках, підвищення стандартів безпеки гаманців і підтримка розробки квантово-стійких рішень. Експерти, включно з Адамом Баком, підтверджують, що Bitcoin має 20-40 років до появи значних квантових загроз, що дає час для впровадження комплексних рішень та стратегії міграції.

Які оновлення чи вдосконалення потрібні Bitcoin у разі появи квантових обчислень?

Bitcoin доведеться перейти від ECDSA до квантово-стійких криптографічних алгоритмів. Це може передбачати впровадження постквантових схем підпису через софт-форк, аби користувачі могли перейти до квантово-захищених адрес із збереженням безпеки мережі та зворотної сумісності.

Які підготовчі кроки наразі потрібні пересічним власникам Bitcoin для квантової епохи?

Більшість власників Bitcoin не мають потреби в термінових діях. Bitcoin залишатиметься захищеним від квантових загроз ще 20-40 років. Слідкуйте за оновленнями протоколу і, коли з’являться квантово-стійкі адреси, розгляньте міграцію своїх активів. Залишайтесь поінформованими щодо галузевих новин і офіційних рекомендацій спільноти Bitcoin.