Wyścig o stworzenie komputera kwantowego zdolnego do złamania zabezpieczeń kryptowalut wszedł w nową fazę. Tym razem jednak przełom nie nastąpił w fabrykach mikroprocesorów, a na poziomie czystego kodu.
W ostatnim czasie ekpsertom, którzy zajmują się bezpieczeństwem sieci blockchain, udało się obniżyć zasoby niezbędne do przeprowadzenia etapu ataków kwantowych na sieci Bitcoin i Ethereum o ponad połowę. Oznacza to, że dziś zegar kwantowy odliczający czas do potencjalnego złamania kryptografii może przyspieszać tylko dzięki inwestycjom w nowoczesny sprzęt, lecz również za sprawą optymalizacji samych algorytmów.
Jeżeli porównamy wyniki najnowszych badań Ethereum Foundation, Theta Labs, StarkWare oraz kilku innych organizacji z tymi opublikowanymi w marcu br. przez Google Quantum AI, dojdziemy do wniosku, że bariera obliczeniowa została znacznie obniżona. W najnowszym opracowaniu opisano obwód kwantowy wymagający jedynie 1151 kubitów logicznych oraz około 1,3 mln bramek Toffolego. Aby lepiej zrozumieć to zjawisko, możemy przyjać, że liczba kubitów to fizyczny rozmiar maszyny, zaś bramki stanowią całkowitą objętość pracy do wykonania. Nowy schemat obliczeniowy uzyskał wynik łączny na poziomie około 1,5 mld punktów – jest to więc mniej o ponad 50% w stosunku do około 3 mld, o których była mowa we wcześniej opublikowanym raporcie.
Rewolucyjne postępy w optymalizacji ataku kwantowego
Opisany tu rezultat odnosi się bezpośrednio do algorytmu Shora. Jest to metoda matematyczna, która w przyszłości może umożliwić odczytanie klucza prywatnego portfela na podstawie ujawnionego klucza publicznego. Przejęcie tego typu danych pozwoliłoby komputerowi kwantowemu o odpowiednio dużej mocy na swobodne podpisywanie transakcji w imieniu właściciela. Badacze skoncentrowali swoje wysiłki na optymalizacji operacji dodawania punktów na krzywej eliptycznej, czyli obliczenia wykonywanego wielokrotnie wewnątrz struktury algorytmu Shora. Zarówno Bitcoin, jak i Ethereum wykorzystują standard kryptograficzny znany jako secp256k1, co czyni obie te sieci bezpośrednim celem przeprowadzonych analiz.
Czas ucieka szybciej niż rośnie wydajność urządzeń
Wnioski z opublikowanego materiału dowodzą, że urządzenie kwantowe wcale nie musi być się bardziej wydajne pod względem fizycznym, aby potencjalny atak stał się realny. Równie dobrze można po prostu zmniejszyć wymagania sprzętowe samego algorytmu. Wyniki pomiarów przedstawionych w badaniu obrazują stan z lipca br., zaś najnowsze projekty zepchnęły ten wskaźnik jeszcze niżej, bo do poziomu około 1,26 mld punktów. Inny z alternatywnych wariantów zdołał obniżyć próg wymaganej wielkości komputera do zaledwie 813 kubitów logicznych, choć odbyło się to kosztem znacznego wzrostu złożoności samych obliczeń.
Należy jednak pamiętać, że opisany eksperyment nie jest gotowym schematem ataku na architekturę blockchainów. Schemat badawczy nie obejmował bowiem pełnej korekcji błędów fizycznych, całościowego algorytmu Shora ani specyficznych kosztów sprzętowych wynikających z uruchomienia kodu na istniejących komputerach kwantowych. Innymi słowy – żadne z obecnie dostępnych na świecie urządzeń nie jest dziś w stanie wykorzystać tych ustaleń do złamania sieci.
Przeczytaj, czy to już koniec konfliktu o Cieśninę Ormuz:
Donald Trump podaje datę końca wojny. Szykujcie się na potężne tąpnięcie
oraz o tym, czy wrzesień jest dobrym miesiącem na zakup własnego „M”:
Sierpniowy boom zaskoczył deweloperów. Co dalej z cenami mieszkań w Polsce?