Představa kvantové počítače, který dokáže během krátké chvíle prolomit zabezpečení kryptoměnové peněženky a dostat se k jejímu obsahu, může znít jako sci-fi. Vývoj kvantových počítačů ale postupuje natolik rychle, že se na podobný scénář začínají připravovat technologické společnosti, vlády i samotné blockchainové sítě. Ethereum nyní stanovilo konkrétní termín – do konce roku 2029 chce být jeho základní infrastruktura připravena na svět, ve kterém současné kryptografické zabezpečení už nemusí stačit.
Obsah článku:
- Ethereum si dalo termín: prosinec 2029
- Proč jsou vlastně kryptoměny před kvantovými počítači zranitelné?
- Výzkumníci letos výrazně snížili odhad potřebného výkonu
- Co by se stalo, kdyby někdo kvantové zabezpečení skutečně prolomil?
- Mají se investoři začít bát o své ETH?
- Peněženky budou muset získat nové „zámky“
- Problém se netýká jen Etherea
- Co je Q-day a proč nikdo neví, kdy přijde?
Ethereum si dalo termín: prosinec 2029
Ethereum Foundation na začátku září zveřejnila aktualizované priority dalšího vývoje sítě. Jedním z nejvýraznějších závazků je plán dosáhnout kvantové odolnosti Etherea na úrovni transakcí, konsensu i dat do prosince 2029.
Neznamená to, že vývojáři očekávají, že 1. ledna 2030 někdo zapne kvantový počítač a začne vyprazdňovat kryptoměnové peněženky. Ethereum Foundation naopak připouští, že většina věrohodných odhadů posouvá takzvaný Q-day – okamžik, kdy budou kvantové počítače schopné reálně prolomit dnes používanou kryptografii – dále do budoucnosti.
Síť se ale rozhodla pracovat s velmi konzervativním scénářem a plánovat, jako by mohl Q-day přijít už kolem roku 2030. Důvod je jednoduchý – výměna kryptografických základů globální blockchainové sítě není něco, co lze provést během několika týdnů.
Podobně postupuje například Google, který si rovněž stanovil rok 2029 jako důležitý termín pro migraci systémů na postkvantovou kryptografii.
Nepřehlédněte: Top 10 kryptoměn pod 1 dolar
Proč jsou vlastně kryptoměny před kvantovými počítači zranitelné?
Kryptoměny stojí na kryptografii. Ta mimo jiné zajišťuje, že s prostředky v peněžence může nakládat pouze člověk, který vlastní odpovídající privátní klíč.
Velmi zjednodušeně lze celý systém přirovnat k trezoru. Veřejná blockchainová adresa říká, kde se trezor nachází, zatímco privátní klíč představuje kombinaci potřebnou k jeho otevření.
U klasických počítačů je matematický problém, na kterém je zabezpečení založené, prakticky nezvládnutelný. Teoreticky by bylo možné soukromý klíč dopočítat, v praxi by to však při současných výpočetních možnostech trvalo nepoužitelně dlouho.
Kvantové počítače fungují jinak. Pro kryptografii je důležitý především Shorův algoritmus, který by dostatečně výkonnému kvantovému počítači umožnil řešit některé matematické problémy dramaticky efektivněji než dnešní stroje.
Právě tyto problémy přitom tvoří základ zabezpečení velké části současného internetu i kryptoměn.
Ethereum například využívá algoritmus ECDSA založený na kryptografii eliptických křivek pro podepisování transakcí. Další kvantově zranitelné kryptografické technologie používá také při fungování validátorů, práci s daty nebo některých typech zero-knowledge důkazů.
Výzkumníci letos výrazně snížili odhad potřebného výkonu
Naléhavost tématu zvýšil výzkum zveřejněný letos na jaře odborníky z Google Quantum AI a dalších institucí. Ti se zaměřili na otázku, jak výkonný by kvantový počítač musel být, aby dokázal prolomit 256bitovou kryptografii eliptických křivek využívanou mimo jiné kryptoměnami.
Podle výzkumu zveřejněného společností Google by jedna z variant útoku mohla vyžadovat méně než 1 200 logických qubitů a zhruba 90 milionů takzvaných Toffoliho operací. Jde o výrazně nižší nároky, než naznačovaly některé starší odhady.
To ovšem neznamená, že lze podobný útok uskutečnit dnes. Logický qubit totiž není totéž co fyzický qubit, o němž se běžně mluví při představování současných kvantových počítačů. Kvantové systémy jsou velmi náchylné k chybám a vytvoření spolehlivého logického qubitu vyžaduje komplexní opravu chyb a větší množství fyzického hardwaru.
Mezi dnešními experimentálními kvantovými počítači a strojem schopným systematicky útočit na kryptografii proto stále existuje značná technologická propast.
Vývoj však ukazuje, proč bezpečnostní experti nechtějí čekat, až bude takový stroj skutečně existovat.
Co by se stalo, kdyby někdo kvantové zabezpečení skutečně prolomil?
Pro majitele kryptoměn by nejnebezpečnějším scénářem byla možnost odvodit privátní klíč z veřejně dostupných informací.
Pokud by útočník získal privátní klíč k peněžence, blockchain by ho prakticky nedokázal odlišit od jejího skutečného majitele. Mohl by vytvořit platnou transakci a převést prostředky jinam.
Blockchain by přitom technicky fungoval přesně tak, jak má. Problém by nebyl v tom, že by někdo „hacknul Ethereum“, ale v tom, že by přestal platit matematický předpoklad, na němž stojí ověřování vlastnictví kryptoměn.
Zajímavý detail se týká peněženek, které nikdy neposlaly žádnou transakci. U běžných účtů Etherea se při odeslání transakce odhalí informace umožňující rekonstruovat veřejný klíč. Pokud peněženka pouze přijímala ETH a nikdy žádnou transakci nepodepsala, je na blockchainu viditelná pouze adresa odvozená z veřejného klíče, což jí poskytuje dodatečnou vrstvu ochrany. I tak ale Ethereum počítá s tím, že by v budoucnu měly na nový způsob zabezpečení přejít všechny účty.
Čtěte dále: Anycoin recenze
Mají se investoři začít bát o své ETH?
V současnosti ne. Ethereum ve svých materiálech výslovně uvádí, že žádný dnešní kvantový počítač nedokáže kryptografii Etherea prolomit. Uživatelé proto nyní nemusejí přesouvat ETH, měnit peněženku ani podnikat jiné mimořádné kroky. Mnohem důležitější je, že přechod začne ještě před vznikem samotného nebezpečí.
Ethereum v lednu letošního roku vytvořilo specializovaný tým zaměřený na postkvantovou bezpečnost. Vývojáři již testují nové kryptografické mechanismy a pravidelných testů se účastní více než deset týmů vyvíjejících klienty Etherea. Cílem není jednou během jediného upgradu vyhodit současnou kryptografii a nahradit ji novou. Transformace má probíhat postupně.
Peněženky budou muset získat nové „zámky“
Jedním z nejdůležitějších problémů je způsob podepisování transakcí. Ethereum proto pracuje s konceptem, který by jednotlivým účtům umožnil používat různé způsoby ověřování podpisů. Prakticky by to znamenalo, že uživatelé budou moci v budoucnu přejít z dnešní kvantově zranitelné technologie na nový postkvantový podpis, aniž by kvůli tomu musela celá síť změnit systém ve stejný okamžik.
S tím souvisí také návrh EIP-8141 a širší koncept nativní account abstraction, který Ethereum zmiňuje mezi možnostmi dalšího posilování bezpečnosti protokolu.
Pro běžného majitele kryptoměn by výsledná změna měla být podstatně méně dramatická, než jak zní její technické pozadí. Ethereum předpokládá, že až bude přechod skutečně potřeba, provedou uživatele migrací samotné kryptoměnové peněženky. Místo ručního studování postkvantové kryptografie tak může být výsledkem například upozornění v aplikaci a převedení účtu na nový bezpečnostní standard.
Problém se netýká jen Etherea
Kvantová hrozba rozhodně není specifickým problémem druhé největší kryptoměny. Eliptické křivky využívá také Bitcoin a obdobné kryptografické principy používá velká část digitální ekonomiky. Potenciální vznik kryptograficky relevantního kvantového počítače by proto nebyl „problémem krypta“, ale zásadní událostí pro zabezpečení celého internetu, finančních institucí, vládních systémů a digitálních podpisů.
Proto na nových standardech pracují už několik let také státní instituce. Americký National Institute of Standards and Technology (NIST) v srpnu 2024 dokončil první tři hlavní standardy postkvantové kryptografie. Jde o algoritmy navržené tak, aby odolaly jak běžným, tak budoucím kvantovým počítačům.
Přechod tedy nezačíná až ve chvíli, kdy se objeví první nebezpečný kvantový stroj. Ve světě informační bezpečnosti již probíhá.
Nenechte si ujít: MadisonSix
Co je Q-day a proč nikdo neví, kdy přijde?
Pojmem Q-day se označuje hypotetický okamžik, kdy vznikne dostatečně výkonný a spolehlivý kvantový počítač schopný reálně útočit na dnes používané kryptografické systémy. Kdy přesně nastane, nikdo neví.
Může jít o začátek příštího desetiletí, může být podstatně vzdálenější a technologický vývoj může narazit na překážky, které dnešní prognózy neberou v úvahu.
Ethereum Foundation proto zdůrazňuje, že rok 2030 není její prognózou. Jde o záměrně agresivní bezpečnostní předpoklad. Síť se chce připravovat, jako kdyby kvantová hrozba mohla přijít právě tehdy, namísto spoléhání na optimističtější odhady.
To je zásadní rozdíl. Ethereum netvrdí, že kvantová apokalypsa kryptoměn přijde za tři roky. Tvrdí, že pokud má blockchain ambici fungovat ještě desítky let, není rozumné začít problém řešit až ve chvíli, kdy se stane bezprostředním.
