Predstava kvantového počítača, ktorý dokáže v krátkom čase prelomiť zabezpečenie kryptomenovej peňaženky a dostať sa k jej obsahu, môže znieť ako sci-fi. Vývoj kvantových počítačov však postupuje natoľko rýchlo, že sa na podobný scenár začínajú pripravovať technologické spoločnosti, vlády aj samotné blockchainové siete. Ethereum teraz stanovilo konkrétny termín – do konca roku 2029 chce byť jeho základná infraštruktúra pripravená na svet, v ktorom súčasné kryptografické zabezpečenie už nemusí stačiť.
Obsah článku:
Ethereum si dalo termín: december 2029
Ethereum Foundation na začiatku septembra zverejnila aktualizované priority ďalšieho vývoja siete. Jedným z najvýraznejších záväzkov je plán dosiahnuť kvantovú odolnosť Etherea na úrovni transakcií, konsenzu aj dát do decembra 2029.
Neznamená to, že vývojári očakávajú, že 1. januára 2030 niekto zapne kvantový počítač a začne vyprázdňovať kryptomenové peňaženky. Ethereum Foundation naopak pripúšťa, že väčšina vierohodných odhadov posúva takzvaný Q-day – okamih, keď budú kvantové počítače schopné reálne prelomiť dnes používanú kryptografiu – ďalej do budúcnosti.
Sieť sa však rozhodla pracovať s veľmi konzervatívnym scenárom a plánovať, akoby mohl Q-day prísť už okolo roku 2030. Dôvod je jednoduchý – výmena kryptografických základov globálnej blockchainovej siete nie je niečo, čo možno vykonať počas niekoľkých týždňov.
Podobne postupuje napríklad Google, ktorý si rovnako stanovil rok 2029 ako dôležitý termín pre migráciu systémov na postkvantovú kryptografiu.
Neprehľadnite: Top 10 kryptomien pod 1 dolár
Prečo sú vlastne kryptomeny pred kvantovými počítačmi zraniteľné?
Kryptomeny stoja na kryptografii. Tá okrem iného zaisťuje, že s prostriedkami v peňaženke môže nakladať iba človek, ktorý vlastní zodpovedajúci privátny kľúč.
Veľmi zjednodušene možno celý systém prirovnať k trezoru. Verejná blockchainová adresa hovorí, kde sa trezor nachádza, zatiaľ čo privátny kľúč predstavuje kombináciu potrebnú na jeho otvorenie.
U klasických počítačov je matematický problém, na ktorom je zabezpečenie založené, prakticky nezvládnuteľný. Teoreticky by bolo možné súkromný kľúč dopočítať, v praxi by to však pri súčasných výpočtových možnostiach trvalo nepoužiteľne dlho.
Kvantové počítače fungujú inak. Pre kryptografiu je dôležitý predovšetkým Shorov algoritmus, ktorý by dostatočne výkonnému kvantovému počítaču umožnil riešiť niektoré matematické problémy dramaticky efektívnejšie než dnešné stroje.
Práve tyto problémy pritom tvoria základ zabezpečenia veľkej časti súčasného internetu aj kryptomien.
Ethereum napríklad využíva algoritmus ECDSA založený na kryptografii eliptických kriviek pre podpisovanie transakcií. Ďalšie kvantovo zraniteľné kryptografické technológie používa aj pri fungovaní validátorov, práci s dátami alebo niektorých typoch zero-knowledge dôkazov.
Výskumníci tohto roku výrazne znížili odhad potrebného výkonu
Naliehavosť témy zvýšil výskum zverejnený tohto roku na jar odborníkmi z Google Quantum AI a ďalších inštitúcií. Tí sa zamerali na otázku, ako výkonný by kvantový počítač musel byť, aby dokázal prelomiť 256bitovú kryptografiu eliptických kriviek využívanú okrem iného kryptomenami.
Podľa výskumu zverejneného spoločnosťou Google by jedna z variantov útoku mohla vyžadovať menej než 1 200 logických qubitov a zhruba 90 miliónov takzvaných Toffoliho operácií. Ide o výrazne nižšie nároky, než naznačovali niektoré staršie odhady.
To však neznamená, že možno podobný útok uskutočniť dnes. Logický qubit totiž nie je totožný s fyzickým qubitom, o ktorom sa bežne hovorí pri predstavovaní súčasných kvantových počítačov. Kvantové systémy sú veľmi náchylné k chybám a vytvorenie spoľahlivého logického qubitu vyžaduje komplexnú opravu chýb a väčšie množstvo fyzického hardvéru.
Medzi dnešnými experimentálnymi kvantovými počítačmi a strojom schopným systematicky útočiť na kryptografiu preto stále existuje značná technologická priepasť.
Vývoj však ukazuje, prečo bezpečnostní experti nechcú čakať, až bude taký stroj skutočne existovať.
Čo by sa stalo, keby niekto kvantové zabezpečenie skutočne prelomil?
Pre majiteľov kryptomien by najnebezpečnejším scenárom bola možnosť odvodiť privátny kľúč z verejne dostupných informácií.
Pokiaľ by útočník získal privátny kľúč k peňaženke, blockchain by ho prakticky nedokázal odlíšiť od jej skutočného majiteľa. Mohol by vytvoriť platnú transakciu a previesť prostriedky inam.
Blockchain by pritom technicky fungoval presne tak, ako má. Problém by nebol v tom, že by niekto „hacknul Ethereum“, ale v tom, že by prestal platiť matematický predpoklad, na ktorom stojí overovanie vlastníctva kryptomien.
Zaujímavý detail sa týka peňaženiek, ktoré nikdy neposlali žiadnu transakciu. U bežných účtov Etherea sa pri odoslaní transakcie odhalí informácie umožňujúce rekonštruovať verejný kľúč. Pokiaľ peňaženka iba prijímala ETH a nikdy žiadnu transakciu nepodpísala, je na blockchaine viditeľná iba adresa odvodená z verejného kľúča, čo jej poskytuje dodatočnú vrstvu ochrany. Aj tak ale Ethereum počíta s tým, že by v budúcnosti mali na nový spôsob zabezpečenia prejsť všetky účty.
Čítajte ďalej: Anycoin recenzia
Majú sa investori začať báť o svoje ETH?
V súčasnosti nie. Ethereum vo svojich materiáloch výslovne uvádza, že žiadny dnešný kvantový počítač nedokáže kryptografiu Etherea prelomiť. Používatelia preto teraz nemusia presúvať ETH, meniť peňaženku ani podnikať iné mimoriadne kroky. Oveľa dôležitejšie je, že prechod začne ešte pred vznikom samotného nebezpečenstva.
Ethereum v januári tohto roka vytvorilo špecializovaný tím zameraný na postkvantovú bezpečnosť. Vývojári už testujú nové kryptografické mechanizmy a pravidelných testov sa zúčastňuje viac ako desať tímov vyvíjajúcich klientov Etherea. Cieľom nie je jednoraz počas jediného upgradu vyhodiť súčasnú kryptografiu a nahradiť ju novou. Transformácia má prebiehať postupne.
Peňaženky budú musieť získať nové „zámky“
Jedným z najdôležitejších problémov je způsob podpisovania transakcií. Ethereum preto pracuje s konceptom, ktorý by jednotlivým účtom umožnil používať rôzne spôsoby overovania podpisov. Prakticky by to znamenalo, že používatelia budú môcť v budúcnosti prejsť z dnešnej kvantovo zraniteľnej technológie na nový postkvantový podpis, aniž by kvôli tomu musela celá sieť zmeniť systém v rovnaký okamih.
S tým súvisí aj návrh EIP-8141 a širší koncept natívnej account abstraction, ktorý Ethereum spomína medzi možnosťami ďalšieho posilňovania bezpečnosti protokolu.
Pre bežného majiteľa kryptomien by výsledná zmena mala byť podstatne menej dramatická, než ako znie jej technické pozadie. Ethereum predpokladá, že až bude prechod skutočne potrebný, prevedú používateľov migráciou samotné kryptoměnové peňaženky. Namiesto ručného štúdovania postkvantovej kryptografie tak môže byť výsledkom napríklad upozornenie v aplikácii a prevedenie účtu na nový bezpečnostný štandard.
Problém sa netýka len Etherea
Kvantová hrozba rozhodne nie je špecifickým problémom druhej najväčšej kryptomeny. Eliptické krivky využíva aj Bitcoin a podobné kryptografické princípy používa veľká časť digitálnej ekonomiky. Potenciálny vznik kryptograficky relevantného kvantového počítača by preto nebol „problémom krypta“, ale zásadnou udalosťou pre zabezpečenie celého internetu, finančných inštitúcií, vládnych systémov a digitálnych podpisov.
Preto na nových štandardoch pracujú už niekoľko rokov aj štátne inštitúcie. Americký National Institute of Standards and Technology (NIST) v auguste 2024 dokončil prvé tri hlavné štandardy postkvantovej kryptografie. Ide o algoritmy navrhnuté tak, aby odolali ako bežným, tak budúcim kvantovým počítačom.
Prechod teda nezačína až v chvíli, keď sa objaví prvý nebezpečný kvantový stroj. Vo svete informačnej bezpečnosti už prebieha.
Nenechajte si ujsť: MadisonSix
Čo je Q-day a prečo nikto nevie, kedy príde?
Pojmom Q-day sa označuje hypotetický okamih, keď vznikne dostatočne výkonný a spoľahlivý kvantový počítač schopný reálne útočiť na dnes používané kryptografické systémy. Kedy presne nastane, nikto nevie.
Môže ísť o začiatok budúceho desaťročia, môže byť podstatne vzdialenejší a technologický vývoj môže naraziť na prekážky, ktoré dnešné prognózy neberú do úvahy.
Ethereum Foundation proto zdôrazňuje, že rok 2030 nie je jej prognózou. Ide o zámerne agresívny bezpečnostný predpoklad. Sieť sa chce pripravovať, akoby kvantová hrozba mohla prísť práve vtedy, namiesto spoliehania sa na optimistickejšie odhady.
To je zásadný rozdiel. Ethereum netvrdí, že kvantová apokalypsa kryptomien príde o tri roky. Tvrdí, že pokiaľ má blockchain ambíciu fungovať ešte desiatky rokov, nie je rozumné začať problém riešiť až v chvíli, keď sa stane bezprostredným.
