В сети Bitcoin проведена экспериментальная квантово-устойчивая транзакция с использованием конструкции, разработанной компанией StarkWare, что подчёркивает продолжающиеся усилия по устранению рисков безопасности, которые всё более мощные квантовые компьютеры могут создать для блокчейн-сетей. Транзакция была призвана продемонстрировать, что Bitcoin может внедрить механизм транзакций, устойчивый к квантовым вычислениям, без каких-либо изменений базового протокола сети.

StarkWare подтвердила экспериментальную транзакцию и сообщила, что схему транзакций Quantum Safe Bitcoin (QSB) разработал Авиху Мордехаи Леви (Avihu Mordechai Levy). Согласно предоставленной информации, работа проводилась в сотрудничестве с MARA Foundation и Томером Гилади (Tomer Giladi).

Схема QSB призвана обеспечить квантово-устойчивую безопасность для Bitcoin, не изменяя сам протокол Bitcoin и оставаясь совместимой с существующими ограничениями устаревшего скриптового языка сети.

Схема нацелена на противодействие риску квантовых вычислений

Квантовые вычисления создают потенциальную долгосрочную проблему для блокчейн-сетей, поскольку такие алгоритмы, как алгоритм Шора, могут подорвать криптографические системы, основанные на математических задачах, которые считаются сложными для обычных компьютеров. Поэтому существующая криптографическая архитектура Bitcoin может столкнуться с проблемами безопасности, если появятся достаточно мощные квантовые машины. Подписи транзакций Bitcoin — как давно используемая схема ECDSA, так и подписи Schnorr, появившиеся с обновлением Taproot, — основаны на криптографии эллиптических кривых, то есть на классе конструкций, на взлом которых и направлен алгоритм Шора. Выходы, публичные ключи которых уже раскрыты, например ранние транзакции pay-to-public-key и повторно используемые адреса, часто называют наиболее уязвимыми, поскольку злоумышленнику не пришлось бы сначала восстанавливать публичный ключ из его хеша.

9 апреля 2026 года Леви представил схему транзакций QSB как подход, призванный противостоять этой потенциальной угрозе. Конструкция задумана так, чтобы оставаться стойкой даже в рамках допущений, связанных с алгоритмом Шора, и при этом не требовать изменения основного протокола Bitcoin.

Эта разработка отражает более широкую озабоченность блокчейн-сетей необходимостью подготовиться к развитию вычислительных технологий до того, как квантовые системы смогут атаковать широко используемые криптографические механизмы. Эта озабоченность выходит за рамки блокчейна: Национальный институт стандартов и технологий США завершил разработку своих первых стандартов постквантовой криптографии в августе 2024 года, а планирование миграции стало межотраслевой задачей. Некоторые блокчейн-проекты, например Quantum Resistant Ledger, используют хеш-подписи с момента своего запуска.

StarkWare модифицирует существующую конструкцию proof-of-work

Подход StarkWare строится на конструкции, получившей название BINOHASH. Разработка изменяет компонент, считающийся уязвимым к квантовым атакам, заменяя головоломку proof-of-work, основанную на размере подписи, головоломкой «хеш-к-подписи» (hash-to-signature).

Согласно техническому описанию, безопасность изменённого механизма опирается на стойкость RIPEMD-160 к поиску прообраза, а не на свойства безопасности заменённого компонента. Это изменение призвано снизить зависимость схемы от криптографических допущений, которые могут стать уязвимыми к квантовым алгоритмам. Хеш-функции в целом считаются более устойчивыми к квантовым атакам, чем схемы подписи, поскольку алгоритм Гровера даёт лишь квадратичное ускорение при переборе методом грубой силы, а не экспоненциальное преимущество, которое алгоритм Шора обеспечивает против факторизации и дискретного логарифмирования.

Сообщается, что итоговая конструкция обеспечивает примерно 118-битную стойкость ко второму прообразу в модели угроз на основе алгоритма Шора. При использовании алгоритма Гровера расчётный уровень безопасности составляет примерно половину этого значения. Эти оценки описывают вычислительную сложность успешного взлома конструкции в различных сценариях квантовых атак.

Разработано для работы в существующих рамках Bitcoin

Важной особенностью предложения является его совместимость с существующими ограничениями скриптов Bitcoin. Сообщается, что схема укладывается в рамки устаревшего скриптового языка Bitcoin, используя не более 201 опкода и оставаясь в пределах ограничения размера в 10 000 байт.

Эта совместимость может иметь значение, поскольку изменения протокола Bitcoin, как правило, требуют обстоятельной технической проверки и широкой координации в экосистеме. Механизм, способный работать в рамках существующих ограничений скриптов, мог бы предложить альтернативный путь для экспериментов с квантово-устойчивой функциональностью без немедленного обновления протокола всей сети.

StarkWare объявила об этом достижении в X:

Quantum-safe Bitcoin, mined on mainnet, Today. Designed by @avihu28 – the first ever quantum-safe Bitcoin transaction was built in collaboration with @MARAFoundation_ and our own @giladi_tom85141 . Every chain faces the same quantum deadline. Today we took a huge step to move…

— StarkWare (@StarkWareLtd) August 26, 2026

Экспериментальная транзакция также показывает, что концепция может выйти за рамки теоретических исследований и стать работающим доказательством реализуемости. Сообщается, что транзакция была включена в блок основной сети Bitcoin, что стало практической демонстрацией предложенного механизма в реальных условиях сети.

Недорогое тестирование может способствовать дальнейшим исследованиям

В техническом описании стоимость внецепочечных GPU-вычислений, связанных со схемой, оценивается в несколько сотен долларов. Хотя эта цифра отражает экспериментальную реализацию, а не прогноз будущих производственных затрат, относительно доступные вычислительные требования могут упростить дальнейшее тестирование для исследователей и разработчиков.

Сообщаемая демонстрация в основной сети подтверждает, что концепции квантово-устойчивых транзакций можно тестировать в существующей операционной среде Bitcoin, а не оставлять их исключительно теоретическими предложениями.

Экспериментальный шаг, а не полное обновление

Эта разработка не означает, что Bitcoin был полностью обновлён и способен противостоять всем возможным будущим квантовым атакам. Она скорее представляет собой экспериментальный шаг к оценке альтернативных криптографических механизмов до того, как квантовые вычисления достигнут уровня, способного угрожать текущей безопасности блокчейнов.

По мере развития исследований в области квантовых вычислений разработчики блокчейнов всё активнее изучают способы сохранения безопасности транзакций перед возможными будущими атаками. Конструкция QSB от StarkWare добавляет ещё один технический подход к этим усилиям, сосредоточенный на совместимости с протоколом, допущениях безопасности на основе хешей и практической реализации.

Согласно отчёту, успешная экспериментальная транзакция может стать основой для дополнительных исследований квантово-устойчивых транзакций Bitcoin и более широкой задачи подготовки децентрализованных сетей к следующему поколению вычислительных технологий. Среди открытых вопросов для наблюдателей — выдержат ли оценки безопасности схемы независимую криптоаналитическую проверку и повлияют ли дальнейшие эксперименты такого рода в основной сети на более широкое обсуждение того, как устоявшимся сетям следует готовиться к квантовым вычислениям.

Источник: CoinTrust