Ethereum przygotowuje się na zagrożenia kwantowe. Jak społeczność reaguje na nową propozycję Buterina i jak realne jest niebezpieczeństwo?
Wykładniczy rozwój technologii obliczeń kwantowych stanowi zniechęcające wyzwanie dla platform blockchain, potencjalnie podważając protokoły bezpieczeństwa, które stanowią podstawę tych sieci, przy czym Ethereum (ETH) nie jest wyjątkiem.
W odpowiedzi na tę palącą obawę Vitalik Buterin, współzałożyciel Ethereum, przewodził dyskusjom na temat Ethereum Research, których celem było zajęcie się i złagodzenie luk w zabezpieczeniach, jakie obliczenia kwantowe wprowadzają do Ethereum.
Zagłębiając się w strategię Buterina
Buterin przewiduje potencjalną „kryzys kwantowy”, w przypadku której pojawienie się możliwości obliczeń kwantowych może doprowadzić do kradzieży aktywów Ethereum na dużą skalę.
Aby przeciwdziałać temu zbliżającemu się zagrożeniu, Buterin zaproponował wieloaspektowe podejście, zaczynając od wdrożenia hard forku sieci Ethereum.
Ten hard fork skutecznie przewinął sieć do stanu sprzed potencjalnych kradzieży, wymagając od użytkowników przyjęcia nowego oprogramowania portfela zaprojektowanego specjalnie w celu udaremnienia przyszłych ataków.
W centrum strategii Buterina leży przyjęcie nowego typu transakcji opisanego w propozycji ulepszenia Ethereum (EIP) 7560. Ten typ transakcji wykorzystuje zaawansowane techniki kryptograficzne, w tym podpisy Winternitz i technologie odporne na wiedzę zerową, takie jak STARK, których celem jest ochrona transakcji przed kwantami ataki poprzez ochronę kluczy prywatnych użytkowników przed ujawnieniem.
Ponadto Buterin opowiada się za zintegrowaniem abstrakcji kont ERC-4337 z inteligentnymi portfelami kontraktowymi, zwiększając bezpieczeństwo poprzez zapobieganie ujawnianiu kluczy prywatnych podczas procesu podpisywania.
Abstrakcja konta działa jak „portfel inteligentnych kontraktów”, umożliwiając użytkownikom interakcję z siecią Ethereum bez konieczności posiadania kluczy prywatnych lub konieczności utrzymywania Ether w celu pokrycia kosztów transakcji.
W przypadku awarii kwantowej użytkownicy, którzy nie wykonali transakcji ze swoich portfeli Ethereum, pozostaliby chronieni, ponieważ tylko adresy ich portfeli są publiczne.
Buterin zasugerował również, że teoretycznie można rozpocząć prace nad infrastrukturą niezbędną do wdrożenia proponowanego hard forku natychmiast.
Reakcja społeczności
Społeczność Ethereum aktywnie dyskutuje nad propozycją Buterina dotyczącą strategii hard fork w celu ochrony Ethereum przed możliwymi atakami kwantowymi. Temat ten wzbudził zarówno zainteresowanie, jak i niepokój wśród członków.
Chociaż uznaje się znaczenie przygotowania na zagrożenia kwantowe, istnieje sceptycyzm co do skuteczności tych środków w walce ze złośliwymi użytkownikami mającymi dostęp do obliczeń kwantowych. Członek społeczności DogeProtocol poruszył pytania dotyczące identyfikacji legalnych posiadaczy kont w porównaniu z atakującymi w scenariuszach, w których komputery kwantowe mogą włamać się do portfeli Ethereum.
DogeProtocol zasugerował użycie standardowych algorytmów NIST w połączeniu z algorytmami klasycznymi. Może to jednak prowadzić do większych rozmiarów bloków ze względu na większe rozmiary sygnatur i kluczy publicznych w wielu metodach postkwantowych.
Inny członek społeczności, nvmmonkey, zaleca strategię wyprzedzającą. Sugerują integrację systemu uczenia maszynowego z siecią węzłów Ethereum w celu wykrywania dużych, podejrzanych transakcji, które mogą wskazywać na niebezpieczne działania, uruchamiając protokoły awaryjne, takie jak rozwidlenie wyłaniające się Starka.
Zagrożenia stwarzane przez komputery kwantowe dla blockchain
Technologia Blockchain, w tym kryptowaluty takie jak Bitcoin i Ethereum, opiera się na algorytmach kryptograficznych, takich jak algorytm Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), w celu zabezpieczenia transakcji i utrzymania integralności rozproszonego rejestru.
Jednakże algorytmy kwantowe, w szczególności algorytm Shora opracowany przez Petera Shora w 1994 r., stwarzają zagrożenie, ponieważ potencjalnie rozwiązują problem logarytmu dyskretnego na krzywych eliptycznych, który jest podstawą bezpieczeństwa ECDSA.
Możliwość ta mogłaby umożliwić komputerowi kwantowemu fałszowanie podpisów cyfrowych, a tym samym kontrolowanie wszelkich środków powiązanych z tymi podpisami.
Komputery kwantowe mogą również podważyć inne praktyki kryptograficzne w technologii blockchain, w tym proces mieszania, który ma kluczowe znaczenie w wydobywaniu i tworzeniu nowych bloków.
Podczas gdy haszowanie (np. SHA-256 w Bitcoinie) nie jest bezpośrednio przerywane przez algorytm Shora, algorytm Grovera, inny algorytm kwantowy, mógłby teoretycznie przyspieszyć proces znajdowania obrazu wstępnego skrótu, chociaż przyspieszenie jest mniej dramatyczne niż w przypadku szyfrowania Shora .
Skok kwantowy: czy jesteśmy przygotowani?
Chociaż obecne komputery kwantowe nie są jeszcze w stanie złamać ECDSA w praktycznej skali, szybkie tempo postępu sugeruje, że zagrożenie może stać się realne w ciągu najbliższych kilku lat. Google planuje do 2029 roku skonstruować komputer kwantowy, który będzie w stanie bezbłędnie wykonywać szeroko zakrojone obliczenia biznesowe i naukowe.
IBM zaprezentował niedawno „IBM Quantum Heron”, swój najbardziej zaawansowany procesor kwantowy. Procesor ten wyróżnia się wysoką wydajnością i niskim poziomem błędów. IBM zaprezentował także IBM Quantum System Two, nowy modułowy komputer kwantowy. System ten, działający już w Nowym Jorku, przeznaczony jest do wykonywania skomplikowanych obliczeń naukowych i biznesowych.
Zagrożenie kwantowe dla współczesnej kryptografii jest faktem powszechnie uznawanym przez badaczy. Coraz większy nacisk kładzie się na opracowywanie i wdrażanie algorytmów kryptograficznych odpornych na kwanty lub postkwantowych.
Na przykład Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) zainicjował proces oceny i standaryzacji odpornych na kwanty algorytmów kryptograficznych klucza publicznego. Mogą to być kluczowe kroki w kierunku utrzymania bezpieczeństwa i odporności blockchainu i innej infrastruktury cyfrowej w obliczu obliczeń kwantowych.
W miarę ewolucji możliwości komputerów kwantowych niezbędne stanie się wspólne zaangażowanie badaczy, programistów i decydentów.
Stawiając na pierwszym miejscu rozwój i integrację rozwiązań kryptograficznych odpornych na kwanty, społeczność blockchain może chronić poufne informacje, zachować zaufanie cyfrowe i zapewnić ciągłą żywotność blockchain w erze kwantowej.
Źródło: https://crypto.news/the-quantum-emergency-ethereums-race-against-time/