Grupa firm blockchainowych powołała Quantum Alliance — inicjatywę otwartych standardów mającą na celu ustalenie wspólnych kryteriów oceny odporności kwantowej w sieciach kryptowalutowych, portfelach i infrastrukturze. Przedsięwzięcie ma pomóc branży przygotować się na przyszłe komputery kwantowe zdolne osłabić systemy kryptograficzne zabezpieczające aktywa cyfrowe.

Sojusz łączy kierowników, liderów technologicznych i badaczy z organizacji obejmujących protokoły blockchain, bezpieczeństwo portfeli, prywatność i przetwarzanie kwantowe. Zadeklarowane priorytety obejmują zdefiniowanie gotowości postkwantowej, ustanowienie publicznie weryfikowalnych standardów testowania oraz poprawę kompatybilności w miarę migracji sieci na nowe systemy kryptograficzne. Grupa planuje opublikować otwarte standardy, benchmarki bezpieczeństwa i wytyczne migracyjne, które pozwolą projektom blockchain ocenić swoją gotowość kwantową według wspólnego zestawu kryteriów.

Przetwarzanie kwantowe budzi obawy o bezpieczeństwo kryptowalut

Większość głównych sieci blockchain opiera się na kryptografii krzywych eliptycznych do uwierzytelniania transakcji i ochrony aktywów cyfrowych. Klucze publiczne zapisane na blockchainach mogą stać się zagrożeniem bezpieczeństwa, jeśli pojawią się wystarczająco wydajne komputery kwantowe, ponieważ algorytm Shora mógłby teoretycznie wyprowadzić klucze prywatne z ujawnionych kluczy publicznych.

Skompromitowany klucz mógłby pozwolić atakującym na kradzież środków lub przejęcie kontroli nad systemami uprzywilejowanymi, w tym mechanizmami emisji stablecoinów, kontraktami zarządzania, mostkami międzyłańcuchowymi i infrastrukturą wyroczni. Niemal cały rynek kryptowalut o wartości 2,9 biliona dolarów nadal opiera się na konwencjonalnych podpisach cyfrowych, a 6,04 mln Bitcoin — stanowiące 30,2%ży — uznaje się za narażone, gdy są przechowywane w podatnych konfiguracjach.

Kilka ostatnich ocen wzbudziło obawy dotyczące potencjalnego harmonogramu ataków kwantowych. Quantum Doom Clock — model opracowany przez współtwórców sojuszu Richarda T. Carbacka III i Coltona Dilliona — wskazał marzec 2028 roku jako możliwe wczesne okno dla komputera kwantowego o znaczeniu kryptograficznym.

Badania Google Quantum AI, Ethereum Foundation i naukowców ze Stanforda sugerują, że złamanie kryptografii krzywych eliptycznych mogłoby wymagać mniej niż 500 000 fizycznych kubitów, znacznie poniżej wcześniejszych szacunków. IonQ niezależnie oszacował, że odporny na błędy kwantowy komputer oparty na uwięzionych jonach z około 20 000 fizycznych kubitów mógłby rozwiązać kryptograficzny problem Bitcoin secp256k1 w około 26 dni na próbę. Żaden istniejący komputer kwantowy nie jest obecnie w stanie przeprowadzić takiego ataku.

Branży brakuje wspólnego standardu gotowości kwantowej

Amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) sfinalizował swoje pierwsze postkwantowe standardy kryptograficzne w sierpniu 2024 roku, dając konwencjonalnym systemom informatycznym wspólny punkt odniesienia dla wdrażania algorytmów odpornych na kwantowe. Jednak ponieważ poszczególne sieci blockchain działają niezależnie, branży nadal brakuje powszechnie akceptowanych ram oceny, czy infrastruktura jest przygotowana na zagrożenia kwantowe.

Istniejące oceny doprowadziły do sprzecznych wniosków. Analiza qLABS Quantum Vulnerability Index umieściła Ethereum na drugim miejscu wśród przygotowanych sieci, powołując się na jego roadmapę badawczo-rozwojową. W przeciwieństwie do tego ocena migration.fail, która bada już wdrożone zabezpieczenia kryptograficzne, wystawiła Ethereum ocenę niedostateczną (F). Rozbieżne wyniki podkreślają potrzebę spójnych kryteriów odróżniających przyszłe plany migracji od zabezpieczeń już działających w środowisku produkcyjnym.

Cztery grupy robocze poprowadzą migrację blockchain

Sojusz początkowo utworzy cztery grupy robocze zajmujące się migracją blockchain, postkwantowymi systemami zero-knowledge, bezpieczeństwem portfeli oraz kompatybilnością międzyłańcuchową.

Grupa migracyjna zbada, jak sieci mogą przenieść środki i klucze na postkwantowe schematy kryptograficzne, w tym konta uśpione i aktywa, do których właściciele utracili dostęp. Zajmie się również wyzwaniami związanymi z już ujawnionymi kluczami publicznymi oraz większym rozmiarem transakcji powiązanym z podpisami postkwantowymi, które zwiększają ilość danych dodawanych przez każdą transakcję do księgi sieci i ruchu rozgłoszeniowego.

Grupa zero-knowledge oceni systemy dowodów kryptograficznych używane przez sieci prywatności, rollupy i aplikacje międzyłańcuchowe. Istniejące systemy oparte na krzywych eliptycznych przyjaznych parowaniom mogą być podatne na ataki kwantowe, podczas gdy alternatywy takie jak zk-STARKs pozwalają uniknąć tych założeń, ale generują większe dowody — kompromis wpływający na koszty przechowywania danych i weryfikacji ponoszone przez aplikacje, które się na nich opierają.

Inicjatywy dotyczące bezpieczeństwa portfeli i interoperacyjności będą dążyć do wspólnych specyfikacji postkwantowego generowania kluczy, przechowywania, podpisywania transakcji i operacji międzyłańcuchowych, pomagając użytkownikom i instytucjom spójniej zarządzać aktywami w różnych sieciach.

Członkowie założyciele promują otwartą współpracę branżową

Wśród założycieli są: CEO Quantus Christopher Smith, CEO American Fortress Michal Pospieszalski, Leona Hioki z Intmax, CTO Keystone Aaron Chen, CTO Midnight Foundation Sebastien Guillemot, dyrektorzy Postquant Labs Colton Dillion i Richard T. Carback III, Richard Lee z Abelian, Bryn Bennett z The Vault oraz Katina Messinis z Hacken. Ich organizacje obejmują protokoły blockchain, infrastrukturę prywatności, portfele sprzętowe, audyty bezpieczeństwa, przechowywanie aktywów cyfrowych i usługi przetwarzania kwantowego.

Sojusz zamierza stosować otwarty model rozwoju podobny do Internet Engineering Task Force. Indywidualni współtwórcy i organizacje będą mogli dołączać do grup roboczych i składać propozycje, a decyzje będą podejmowane na podstawie publicznych dowodów, szerokiego konsensusu i działających implementacji, a nie wielkości korporacji czy posiadania tokenów.

Demonstracje odporności kwantowej uwypuklają pozostałe wyzwania

Ostatnie demonstracje techniczne wskazują, że migracja jest możliwa, ale pozostaje niekompletna. Odporna kwantowo transakcja Bitcoin StarkWare, wykopana w sieci głównej w sierpniu, zademonstrowała transakcję wykorzystującą specjalistyczny output. Podejście to jednak nie chroni wszystkich istniejących monet ani nie rozwiązuje ryzyka związanego z wcześniej ujawnionymi kluczami publicznymi.

Sojusz dąży do ustanowienia standardów odróżniających pojedyncze demonstracje techniczne od kompleksowej ochrony na poziomie sieci. Jego ustalenia i projekty referencyjne będą publikowane otwarcie, co pozwoli deweloperom, giełdom, depozytariuszom i posiadaczom aktywów oceniać postępy według spójnych benchmarków.

Powodzenie inicjatywy będzie zależało od udziału w całych ekosystemach blockchain oraz wdrożenia praktycznych środków migracyjnych, zanim możliwości przetwarzania kwantowego rozwiną się na tyle, aby zagrozić istniejącym zabezpieczeniom kryptograficznym. Pierwsze opublikowane rezultaty grup roboczych — projekty standardów,i bezpieczeństwa i wytyczne migracyjne — będą najwcześniejszymi konkretnymi punktami, w których można będzie zmierzyć ten postęp.