Квантовые вычисления — это не неминуемая катастрофа для блокчейна, но криптографическим сетям необходимы планы миграции для подписей, кошельков, управления и долгосрочных ключей.
Квантовые вычисления имеют значение для блокчейнов, поскольку многие сети полагаются на криптографию с открытым ключом, которая может стать уязвимой, если будут созданы крупные квантовые компьютеры с коррекцией ошибок. Риск заключается не в том, что все цепи откажут завтра. Риск в том, что сетям с долгосрочными активами и медленным процессом управления потребуется достаточно времени для миграции до того, как квантовые возможности станут практически применимыми.
Большинство современных криптографических систем опираются на такие алгоритмы подписи, как ECDSA, EdDSA или связанные с ними схемы на эллиптических кривых. Алгоритм Шора теоретически может нарушить эти допущения на достаточно мощном квантовом компьютере. Это создаст угрозу для открытых ключей, подписей кошельков, ключей валидаторов, ключей мостов и другой инфраструктуры, основанной на предположении о стойкости современных алгоритмов с открытым ключом.
Сроки остаются неопределенными. Демонстрации на небольших квантовых системах не означают, что криптография в производстве уже взломана. Переход от учебных примеров к взлому широко используемых размеров ключей требует значительного прогресса в коррекции ошибок, увеличении числа кубитов, стабильности и инженерном совершенствовании. Тем не менее, планирование миграции является обоснованным, поскольку обновления блокчейна могут занимать годы.
Постквантовая безопасность — это не один переключатель. Сетям необходимо решить, какие схемы подписи поддерживать, как обращаться с более крупными подписями или ключами, как сохранять производительность, как защищать старые неактивные кошельки и как координировать обновления, не фрагментируя пользователей или ликвидность.
Кошельки представляют собой значительную проблему при миграции. Кошелек, который никогда не раскрывал свой публичный ключ в блокчейне, может иметь иной профиль риска, чем тот, который уже подписывал транзакции. Пользователям, возможно, в конечном итоге потребуются безопасные пути миграции на постквантовые адреса, желательно с четкими инструментами, предупреждениями и достаточным временем для перемещения активов без паники.
Валидаторы, мультиподписи, мосты, кастодианы и биржи также нуждаются в планах. Операционные ключи могут ротироваться чаще, чем ключи розничных кошельков, но они обеспечивают безопасность крупных объемов средств. Системы мостов и кастодиального хранения должны быть особенно консервативными, поскольку компрометация одного ключа может затронуть многих пользователей одновременно.
Некоторые блокчейны и кошельки экспериментируют с хеш-подписями, криптографией на решетках или гибридными подходами. Каждый подход имеет компромиссы в отношении размера подписи, стоимости верификации, состояния, зрелости, стандартизации и удобства для разработчиков. Лучший дизайн для платежной цепи может не быть лучшим для платформы смарт-контрактов.
Гибридная миграция может стать распространённой. В переходный период система может требовать как классическую, так и постквантовую подпись. Это снижает риски по мере созревания новых схем, но увеличивает размер транзакций и сложность. Необходимо учитывать сетевые комиссии, блокпространство, аппаратные кошельки и лёгкие клиенты.
Управление так же важно, как и криптография. Если блокчейн не может координировать криптографическую миграцию, он может оставаться уязвимым, даже если существуют хорошие алгоритмы. Команды протоколов должны документировать модели угроз, отслеживать постквантовые стандарты, тестировать пути миграции и чётко информировать пользователей до того, как возникнет срочность.
Для Биткоина и сетей с доказательством работы квантовый риск обычно обсуждается в двух категориях: безопасность подписей и преимущество в майнинге. Миграция подписей — более конкретная долгосрочная проблема. Квантовое преимущество в майнинге более спекулятивно и зависит от экономики оборудования, сложности сети и того, смогут ли квантовые машины превзойти специализированное классическое оборудование для соответствующих задач.
Практический вывод сбалансирован: квантовые вычисления не являются причиной отказываться от криптовалют, но это причина проектировать с учётом возможности обновления. Долгосрочная финансовая инфраструктура должна исходить из того, что криптографии потребуется эволюция. Проекты, которые рассматривают постквантовую миграцию как инженерную задачу, а не маркетинговый ход, будут лучше подготовлены, если сроки реализации угрозы ускорятся.