К 2027 году Биткоин будет взломан квантовым монстром

Биткоин продолжает штурмовать мировую экономику. Децентрализованная цифровая валюта - это безопасная платежная платформа, которую может использовать любой желающий. Биткоин независим от вмешательства со стороны правительства и управляется открытой одноранговой P2P сетью. Эта независимость – одна из причин, по которой Биткоин и становится все более популярным, а цена на него постоянно растет.

На данный момент Биткоин полностью защищен и находится в безопасности

Важнейшей особенностью Биткоина является его безопасность и защищенность. У него есть две функции, которые не позволяют злоумышленникам украсть или скопировать ваши монеты. Обе они основаны на криптографических протоколах, которые трудно взломать. Другими словами, Биткоин использует математические функции, такие как факторизация, которые легко провести в одном направлении, но тяжело в обратном – по крайней мере, для обычного классического компьютера. Одна из этих защитный функций реализована в алгоритме процесса добычи монет, а вторая - в логике подтверждения транзакции владельцем монет.

Но назревает проблема: квантовые компьютеры способны решать эти математические задачи легко. И первые квантовые компьютеры уже находятся в разработке. Возникает логический вопрос: насколько устойчив Биткоин против квантовых атак, которые станут доступны в ближайшие годы?

На сегодняшний день ученые Национального университета Сингапура уже изучили возможные риски и склоняются к тому, что опасность для Биткоина реальна и неизбежна.

Первая функция защиты Биткоина реализована в алгоритме добычи монет. Биткоин транзакция хранится в специальной децентрализованной структуре, которая объединяет все сделки, выполненные за определённый период времени (обычно около 10 минут). Это объединение и есть блок. Он содержит также криптографическую информацию (хеш) об одном предыдущем блоке и одном последующем блоке в цепи. Отсюда и термин «блокчейн». Хэш - это математическая функция, которая превращает набор данных любой длины в набор определенной длины. Каждый новый блок в цепи должен содержать номер (именуемый nonce), который имеет специальное свойство: когда этот номер хешируется или комбинируется математически с содержимым блока, результат должен быть меньше определенного целевого значения. Имея содержимое блока и его nonce, любой желающий может подтвердить блок и включить его в цепь, и таким образом провести транзакцию. Но генерация nonce занимает очень много времени, так как единственный способ узнать его – это просто перебрать числа одно за другим, пока не будет найдено необходимое. Этот процесс нахождения nonce и есть майнинг, за который положено вознаграждение в Биткоинах. Майнинг настолько сложен и интенсивен в вычислительном отношении, что обычно этот процесс делится между несколькими компьютерами, которые впоследствии делят вознаграждение между собой.

Затем после проверки блок помещается в общую структуру цепи, а майнеры начинают работать над другим блоком. Случается, что две группы майнеров находят два разных подходящих nonce и заявляют о двух разных блоках. Оба блока не могут быть внедрены в цепь. В этом случае протокол Биткоина гласит, что блок, над которым работали больше, будет обработан и встанет в цепь. Второй блок будет отклонен, за него майнеры не получат вознаграждение.

Казалось бы, процесс выверен. Но у него есть своя Ахиллесова пята. Если какая-либо группа майнеров контролирует более 50% вычислительной мощности в сети, она всегда будет добывать блок быстрее, чем кто-либо другой, владеющий 49%. Другими словами, эта группа майнеров будет эффективно контролировать всю структуру. Если эта группа захочет, она может потратить Биткоины дважды, удаляя транзакции, чтобы они никогда не включались в блокчейн. Остальные 49% ничего не смогут с этим поделать, так как они не контролируют процесс добычи монет.

Таким образом, эта брешь в безопасности блокчейна дает злоумышленнику, использующему квантовый компьютер для майнинга, безграничные возможности, в случае если его компьютер сможет преодолеть этот пятидесятипроцентный порог.

Ученые утверждают, что квантовый компьютер способен пробить защиту Биткоина

Ученые Национального университета Сингапура занимаются тем, что изучают вероятность того, что квантовый компьютер станет настолько мощным в ближайшее время. Они изучают возможную тактовую частоту квантовых компьютеров в последующие 10 лет и сравнивают ее с вероятной мощностью обычных компьютеров.

В этом плане прогнозы пока утешительны для процесса добычи - майнеры могут выдохнуть с облегчением. Процесс майнинга не находится под угрозой:

Но есть другая угроза, которая более реальна. У Биткоина есть вторая криптографическая функция защиты, которая гарантирует, что только владелец цифровой монеты может ее потратить.

Идея в том, что для проведения любой транзакции необходимы два числа – приватный ключ и публичный ключ. Для подтверждения транзакции используется цифровая подпись на основе приватного ключа (без его открытой публикации), которая вычисляется и шифруется программой на основе публичного ключа с помощью эллиптической криптографии. Таким образом, подписывая транзакцию приватным ключом, вы подтверждаете, что являетесь владельцем монет и можете их тратить. Так или иначе, подпись транзакции практически невозможно подделать. Единственный способ создать правильную транзакцию – это использовать правильный приватный ключ, а любая транзакция, имеющая правильную подпись, будет принята Биткоин сетью.

У злоумышленников остается только один способ – вычислить приватный ключ из публичного, что невозможно сделать при помощи обычного компьютера. Но квантовый компьютер способен на это.

Квантовый компьютер поможет злоумышленникам совершить невозможное

В Национальном университете Сингапура заявляют:

«Схема цифровой подписи на основе эллиптической кривой, используемая Биткойном, гораздо более подвержена риску и может быть полностью нарушена квантовым компьютером уже в 2027 году»

Такая атака может быть эффективна, так как при совершении операций с Биткоинами между трансляцией транзакции и ее обработкой с сохранением в блокчейне проходит около десяти минут. По оценкам ученых, через десять лет квантовые компьютеры смогут вычислить за это время приватную часть ключа на основе публичной, что позволит, например, перенаправить передаваемые средства на другой кошелек.

Также квантовый компьютер представляет собой угрозу и для всех приложений и систем, использующих подобную технологию шифрования. Тем не менее, существует схемы публичных ключей, которые устойчивы к квантовой атаке. Поэтому очевидно одно: как только будет закончена разработка первых квантовых компьютеров – Биткойн протокол может быть пересмотрен, чтобы сделать систему более безопасной. Но на данный момент таких планов нет.

Хотите зарабатывать на крипте? Подписывайтесь на наши Telegram каналы!