Quantum & After. Вопрос №2: как блокчейны готовятся к «квантовой» эре?

Вот последние новости с рынков цифровых активов: Развитие квантовых вычислений ставит под угрозу алгоритмы цифровой подписи, обеспечивающие безопасность современных блокчейнов. Индустрия это понимает и уже внедряет постквантовую криптографию (PQC). Рассказываем, чем PQC отличается от квантовой физики, кто готовится всерьез, а кто просто клеит модный ярлык ради хайпа.

Короткий ответ Разработчики готовят блокчейны к новой эре меняя криптографию. Квантовых компьютеров, способных взломать биткоин, пока не существует, однако криптоиндустрия уже начала переход к PQC: одни проекты внедряют новые алгоритмы, другие пока готовят архитектуру и дорожные карты миграции. Почему это так Угроза квантового взлома вполне реальна.

Динамика рынка

Алгоритм Шора на достаточно мощном компьютере способен решить математические задачи, на которых работает современная криптография с открытым ключом — основа защиты транзакций. Если симметричные алгоритмы и хеш-функции устойчивы к квантовым атакам, то схемы на базе эллиптических кривых (ECDSA/EdDSA) остаются уязвимыми. Следовательно, актуальной является угроза HNDL: злоумышленники уже сегодня собирают и архивируют перехваченный трафик в ожидании появления достаточно мощных компьютеров.

  PQC — это новые криптографические алгоритмы, основанные на математических задачах, для которых пока не существует эффективных квантовых методов решения (например, на задачах решеточной криптографии). Ее фундаментом стали три стандарта, утвержденные NIST в августе 2024 года: ML-KEM (обмен ключами, ранее CRYSTALS-Kyber); ML-DSA (цифровые подписи, ранее CRYSTALS-Dilithium); SLH-DSA (подписи на хешах, ранее SPHINCS+). Эти стандарты легли в основу глобальной миграции на квантово-устойчивые алгоритмы.

На финальной стадии находится четвертый — FN-DSA на базе FALCON (проект FIPS 206). Часть проектов обладает квантовой устойчивостью изначально — например, QRL, построенный на хеш-подписях с момента запуска. Algorand применяет решеточную подпись Falcon в своих State Proofs, обеспечивая квантово-устойчивую аутентификацию при кроссчейн-проверке.

Влияние на рынки

  А вот с флагманами ситуация сложнее: в сообществах как биткоина, так и Ethereum пока идут дискуссии и формируются черновики дорожных карт. Для первой криптовалюты рассматривают два предложения по изменению протокола — BIP-360 и BIP-361. Первое вводит новый тип выхода Pay-to-Merkle-Root (P2MR): по конструкции он близок к Taproot, но исключает использование внутреннего публичного ключа, который потенциально может стать объектом квантовой атаки.

BIP-361 описывает саму миграцию и постепенный отказ от подписей Шнорра и ECDSA. На первом этапе, примерно через три года после возможной активации, предлагается запретить отправку средств на квантово-уязвимые адреса. Еще через два года расходы с таких адресов планируют связать со специальным механизмом восстановления, затрудняющим кражу при помощи квантового компьютера.

В Ethereum одним из ключевых инструментов рассматривают абстракцию учетной записи, которая позволит кошелькам переходить на постквантовые схемы подписи без хардфорка, а обновленная strawmap предлагает поэтапную защиту с горизонтом до 2030 года. Кто еще в игре: проект Blueshift разработал и запустил на блокчейне Solana решение Winternitz Vault для хранения средств с использованием квантово-устойчивых одноразовых подписей; Ripple раскрыла многоэтапный план подготовки XRP Ledger к новой эпохе; Circle продвигает собственный блокчейн Arc как изначально спроектированный с расчетом на устойчивость к квантовым атакам; стратегия Zcash включает внедрение кошельков с механизмом восстановления после квантовой компрометации для экстренной защиты активов и постепенный переход протокола на постквантовые стандарты. Важная оговорка: PQC — это математика, замена алгоритма подписи на новый, работающий на обычном железе уже сегодня.

Криптовалютные рынки внимательно следят за этим событием, а инвесторы оценивают его возможное влияние на цены.