Ethereum przyspiesza przygotowania na przyszłość, w której komputery kwantowe mogłyby złamać kryptografię chroniącą konta w blockchainie, walidatorów oraz infrastrukturę skalowania.

Fundacja Ethereum wyznaczyła bezpieczeństwo postkwantowe jako dedykowany obszar działań na rok 2026, wsparty wieloletnim planem mającym na celu zastąpienie podatnych systemów kryptograficznych, zanim maszyny kwantowe staną się na tyle potężne, by zagrażać sieci. Fundacja podkreśla, że nie ma bezpośredniego zagrożenia dla środków użytkowników, choć pełne przejście może zająć lata.

Gdzie leży ryzyko kwantowe

Bezpieczeństwo Ethereum opiera się obecnie na kilku technologiach kryptograficznych, które komputery kwantowe ostatecznie mogłyby podważyć. Należą do nich podpisy ECDSA dla kont użytkowników, podpisy BLS dla konsensusu walidatorów, zobowiązania KZG dla dostępności danych oraz systemy kryptograficzne wykorzystywane przez aplikacje zero-knowledge.

Najbardziej bezpośrednie obawy dotyczą kont, które już wysłały transakcje. Ich klucze publiczne zostają ujawnione onchain, co w przyszłości mogłoby pozwolić wystarczająco potężnemu komputerowi kwantowemu na wyprowadzenie odpowiadających im kluczy prywatnych. Adresy, które dotąd jedynie otrzymywały środki, w przeciwieństwie do nich przechowują swoje klucze publiczne w postaci skrótu, dopóki nie podpiszą transakcji — jeden z powodów, dla których długowieczne, często używane portfele uważa się za bardziej narażoną kategorię.

Plan działania Ethereum ma zatem wprowadzić zwinność kryptograficzną — zdolność sieci do przyjmowania nowych systemów podpisów bez konieczności nagłej przebudowy całego ekosystemu.

Budowanie Ethereum odpornego na komputery kwantowe

Program postkwantowy Fundacji obejmuje badania nad podpisami opartymi na funkcjach skrótu, weryfikacją odporną na komputery kwantowe oraz nowymi podejściami do konsensusu i agregacji podpisów. Deweloperzy badają również abstrakcję kont, która mogłaby pozwolić poszczególnym kontom na przyjęcie alternatywnych schematów podpisów.

Te prace wpisują się w szerszą zmianę zachodzącą w branży. Amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) sfinalizował w sierpniu 2024 roku swoje pierwsze standardy kryptografii postkwantowej, w tym bezstanowy schemat podpisu oparty na funkcji skrótu, a duża część sektora krypto zależy od tej samej rodziny kryptografii opartej na krzywych eliptycznych, z której Ethereum stara się wyjść. Jednym ze znanych ograniczeń jest to, że podpisy odporne na komputery kwantowe mają na ogół większe klucze i podpisy niż dzisiejsze ECDSA, co niesie konsekwencje dla przestrzeni bloków i wzrostu stanu, które deweloperzy muszą uwzględnić w projektowaniu.

Strategia odzwierciedla szerszy ruch w kierunku przygotowania się na obliczenia kwantowe, zanim staną się one aktywnym kryzysem bezpieczeństwa. Opublikowany plan Ethereum zakłada ukończenie podstawowej infrastruktury postkwantowej mniej więcej do 2029 roku, choć deweloperzy podkreślają, że ten harmonogram pozostaje celem planistycznym, a nie gwarantowanym terminem.

Niedawne badania zwiększyły poczucie pilności. W marcu Google Quantum AI oszacowało, że złamanie 256-bitowej kryptografii opartej na krzywych eliptycznych mogłoby wymagać około 1200 kubitów logicznych — znacznie mniej, niż wynikało z wcześniejszych szacunków. Obecne maszyny pozostają jednak daleko od poziomu niezawodnych obliczeń z korekcją błędów, jaki byłby wymagany.

Dla użytkowników Ethereum bezpośredni przekaz pozostaje prosty: dziś nie jest wymagana żadna akcja. Oczekuje się, że oprogramowanie portfeli będzie wspierać przyszłe migracje wraz z udostępnieniem podpisów odpornych na komputery kwantowe. Większym wyzwaniem będzie skoordynowanie tego przejścia w odniesieniu do aktywów wartych miliardy dolarów, zdecentralizowanych aplikacji, walidatorów i infrastruktury. Kamienie milowe, które po drodze warto obserwować, są konkretne, a nie spekulacyjne: które kandydujące schematy podpisów przejdą z fazy badań do formalnych propozycji ulepszeń Ethereum (Ethereum Improvement Proposals), jak narzędzia portfeli i abstrakcji kont będą obsługiwać migrację poświadczeń oraz jak szybko sprzęt kwantowy z korekcją błędów będzie zbliżał się do progów wskazywanych obecnie przez badaczy.