Исследование: Квантовый компьютер с 30K кубитами может взломать ключи Bitcoin за час

Исследование Alice & Bob о квантовых вычислениях и Bitcoin

Новое исследование компании в области квантовых вычислений Alice & Bob предполагает, что для взлома криптографии, защищающей сеть Bitcoin, может потребоваться гораздо меньше ресурсов квантовых вычислений, чем считалось ранее. Это добавляет срочности в усилия по подготовке криптовалюты к постквантовому будущему.

Оценки квантовых ресурсов

Компания, расположенная в Париже и Бостоне, объявила в четверг, что ее исследователи оценили, что устойчивый к сбоям квантовый компьютер, оснащенный примерно 29,588 физическими кубитами, сможет решить задачу криптографии на основе эллиптической кривой с 256 битами всего за 61,8 минуты. Эта математическая задача лежит в основе цифровых подписей, используемых для авторизации транзакций Bitcoin.

Результаты, подробно изложенные в новой исследовательской работе, также предполагают, что 22,593 физических кубита могут взломать шифрование RSA-2048 примерно за 3,14 дня, что является значительным снижением по сравнению с предыдущими оценками. В 2019 году исследователи прогнозировали, что факторизация RSA-2048 потребует примерно 20 миллионов физических кубитов, в то время как пересмотренная оценка от Google Quantum AI в прошлом году снизила эту цифру до менее одного миллиона.

Технологические достижения

Alice & Bob утверждает, что их последние расчеты представляют собой новую веху в минимизации сочетания требований к квантовому оборудованию и времени обработки. Исследование основывается на специализированной сверхпроводящей технологии, известной как котовые кубиты, предназначенной для снижения определенных квантовых ошибок на уровне оборудования. Исследователи объединили этот подход с более эффективными кодами коррекции ошибок и улучшениями математических операций, необходимых для алгоритма Шора — метода квантовых вычислений, способного преодолевать широко используемую криптографию с открытым ключом.

"Оценки ресурсов, необходимых для запуска алгоритма, постоянно снижаются по мере того, как область разрабатывает лучшие подходы к коррекции ошибок и проектированию алгоритмов," — сказал генеральный директор Alice & Bob Тьо Перонн в заявлении.

Последствия для Bitcoin

Для Bitcoin последствия сосредоточены на его системе цифровых подписей на основе эллиптической кривой, которая позволяет пользователям демонстрировать право собственности на средства. Достаточно мощный квантовый компьютер потенциально мог бы вычислить закрытые ключи из открытых ключей, что позволило бы злоумышленникам генерировать несанкционированные подписи и красть криптовалюту. Оценка Alice & Bob о нападении за один час все равно превысит средний интервал блока Bitcoin, который составляет примерно 10 минут, что ограничивает непосредственную практичность атаки на обычные транзакции, пока они ожидают подтверждения.

Однако монеты, связанные с уже раскрытыми открытыми ключами, могут столкнуться с более серьезной угрозой, поскольку злоумышленникам не обязательно нужно завершать вычисление до следующего блока.

Текущие достижения в квантовых вычислениях

Это объявление последовало за рядом недавних событий, которые предполагают, что технические барьеры для квантовых атак постепенно уменьшаются. Как сообщалось ранее в этом месяце в Bitcoin.com News, Google Quantum AI продемонстрировала технику снижения ошибок, называемую культивацией магического состояния, достигнув 40-кратного улучшения надежности специализированных квантовых состояний, необходимых для сложных вычислений.

Отдельное исследование Google, опубликованное в марте, предположило, что продвинутая квантовая машина теоретически могла бы скомпрометировать эллиптические подписи Bitcoin, используя менее 500,000 физических кубитов, при этом одна предложенная конфигурация завершала бы атаку примерно за девять минут.

Будущее квантовых атак и Bitcoin

Компания квантовых вычислений Quantinuum объявила 19 октября, что ее система Helios достигла 99.9995% логической точности, что эквивалентно примерно пяти ошибкам на миллион операций. Компания описала это достижение как поддержку своих амбиций по созданию коммерчески полезного устойчивого к сбоям квантового компьютера к 2029 году.

Компания ожидает, что улучшение квантового оборудования и снижение вычислительных требований могут потенциально совпасть в начале 2030-х годов, хотя это остается прогнозом, а не установленным графиком. Эти результаты создают давление на разработчиков Bitcoin, чтобы они исследовали схемы цифровых подписей, устойчивые к квантовым атакам, прежде чем такие машины станут доступны.

Предыдущие оценки предполагали, что примерно 6.9 миллиона BTC могут столкнуться с потенциальным риском, поскольку соответствующие открытые ключи уже были раскрыты. Замена существующей технологии подписей Bitcoin вызовет значительные осложнения, включая большие требования к данным транзакций, проблемы совместимости с существующими кошельками и сложный вопрос о том, как защитить монеты, хранящиеся на неактивных или недоступных адресах.

Alice & Bob призвала организации начать внедрять постквантовые криптографические защиты, а не ждать, пока появится работающая квантовая атака. Для Bitcoin, где изменения требуют обширного технического обзора и широкой координации сети, сокращение оценок может сделать подготовку все более важной, даже несмотря на то, что практическое появление криптографически способного квантового компьютера остается неопределенным.

Эндрю Хейворд, управляющий редактор Bitcoin.com News.