Квантовый взлом биткоина подешевел в 17 раз. И дело не в железе

Мы привыкли считать, что криптография стоит на мощности: пока компьютеры слабы, шифр держится. Но новая работа компании Alice & Bob показывает, что граница проходит в другом месте. Её математики не построили машину крупнее. Они придумали способ обойтись машиной в 17 раз скромнее, и это сдвигает «день Q», день квантового взлома, гораздо ближе, чем казалось.

Вся цифровая защита держится на задаче, которую легко решить только в одну сторону

Тысячи лет любой шифр требовал общего секрета. Чтобы прочитать письмо, получатель должен был заранее знать ключ, и этот ключ приходилось как-то передать, не попавшись. В 1970-х появилась идея, которая выглядела почти парадоксом: криптография с открытым ключом. Половину замка можно повесить на всеобщее обозрение, а вторую держать при себе.

Работает это благодаря односторонним функциям. Представьте, что вы смешали две краски: получить серо-зелёный цвет можно за секунду, а вот разделить его обратно на исходные тюбики невозможно. Математики нашли задачи с таким же свойством. Из закрытого ключа открытый вычисляется мгновенно, а обратный путь у обычного суперкомпьютера займёт миллиарды лет.

Отсюда главное следствие, которое легко упустить. Безопасность здесь означает не невозможность взлома, а его чудовищную цену. Это ставка на время. И ставку можно проиграть, если кто-то найдёт короткую дорогу.

Квантовая машина превращает миллиарды лет в час

Короткую дорогу нашёл ещё алгоритм Шора: квантовый компьютер умеет решать именно те задачи, на которых держатся открытые ключи. Вопрос всегда был в масштабе. Google оценивала, что для атаки на криптографию биткоина понадобится около 500 тысяч физических кубитов, а это очень далёкий горизонт.

Новый подход Alice & Bob опускает планку до 29 588 кубитов. Такая теоретическая машина вычислила бы закрытый ключ кошелька по его открытому адресу примерно за 62 минуты. Железо прежнее, изменилась хитрость расчёта. Значит, порог взлома зависит не только от инженеров, строящих машины, но и от математиков, которые учат их экономить.

Час звучит пугающе быстро. Но в этой цифре скрыта и защита, и настоящая уязвимость.

Десять минут спасают свежие переводы, но не старые кошельки

Новый блок в сети биткоина формируется в среднем за 10 минут. Квантовой атаке нужен час, поэтому перехватить и подменить перевод, пока его подтверждает сеть, она не успеет. Сделка уйдёт в блокчейн раньше, чем машина досчитает.

Самое неожиданное начинается с кошельками, которые давно молчат. Если владелец хоть раз отправлял с адреса монеты, его публичный ключ уже лежит в открытом доступе. Спешить взломщику некуда: у него есть сколько угодно часов, дней и месяцев, чтобы подбирать ключи один за другим. По оценкам исследователей, на таких адресах лежит больше 6 миллионов биткоинов.

Это деньги, которые никто не охраняет, потому что их замок считался вечным. Успеет ли сеть поменять замки?

Замки меняют годами, а взломщик может прийти в начале 2030-х

Alice & Bob призывают разработчиков немедленно переходить на постквантовое шифрование, то есть на задачи, которые не поддаются и квантовым машинам. В децентрализованной сети это долго: заменить все подписи займёт у программистов несколько лет.

А квантовое железо нужной мощности и точности, по ожиданиям, может выйти из лабораторий к началу 2030-х. Если сложить годы миграции и годы до появления машины, запас оказывается неприятно тонким.

Читайте также: Континенты плывут, а дно океана записывает их путь, как магнитофон

Пока это расчёт, а не готовая атака

Важная оговорка: машины на 29 588 кубитов пока нет, а 62 минуты получены в теоретической модели. Но именно такие модели показывают, куда смещается граница.

Криптография с открытым ключом всегда была договором со временем: шифр надёжен, пока обратный путь слишком дорог. Новость про биткоин напоминает, что цену этого пути назначает не только мощность машин, но и человеческая изобретательность, а она умеет снижать её внезапно. Защищать данные стоит не в день Q, а за годы до него. Больше историй о том, как идеи меняют технологии, — в наших статьях.

Ещё в «Высоких технологиях»

Нейросети учатся тому, чему их не учили. Поэтому их создатели уходятПопугаи танцуют, потому что умеют говорить. Танец — побочный продукт речиКубит синтезировали из молекулы. Его можно печатать, как экран

Все материалы раздела →