Вчені оцінили злом криптографії біткоїна квантовим компʼютером в 62 хвилини

Науковці з французького квантового стартапу Alice & Bob та їхні співавтори розрахували, що квантовому комп’ютеру на архітектурі надпровідних cat qubits може знадобитися близько 29 600 фізичних кубітів і 62 хвилини, щоб розв’язати криптографічну задачу на еліптичній кривій secp256k1, яка використовується для захисту біткоїна. 

Такий сценарій потенційно дозволив би відновлювати приватні ключі за відомими публічними, проте йдеться про теоретичну оцінку, а не демонстрацію реального злому: квантових систем із необхідними характеристиками наразі немає.

Як квантовий комп’ютер може отримати приватний ключ біткоїна

У своїй роботі дослідники оцінили ресурси для запуску алгоритму Шора на двох архітектурах квантових процесорів — із кодами повторення cat qubits та LDPC-cat. Вони описали не лише логічні операції, а й розподіл фізичних кубітів на чипі та розклад виконання обчислень.

Для біткоїна особливе значення має оцінка розв’язання задачі дискретного логарифмування на кривій secp256k1 (ECDLP). Саме ця математична задача лежить в основі криптографії, яка використовується для створення цифрових підписів і захисту криптовалютних гаманців. У разі успішної атаки алгоритм Шора потенційно дає змогу отримати приватний ключ, знаючи відповідний публічний.

За розрахунками авторів, для цього потрібно не більше ніж 30 000 cat qubits, а час виконання становитиме близько години. Окремо дослідники оцінили й інші сценарії:

• злом RSA-2048 потребуватиме близько 22 593 кубітів і 3,14 дня;
• розв’язання задачі FFDLP-512 — близько 6700 кубітів і 21 хвилини;
• скорочення часу злому RSA-2048 до 1,25 години можливе за використання приблизно 611 000 кубітів.

Для основних оцінок автори передбачили цикл корекції помилок тривалістю одну мікросекунду, час реакції 10 мікросекунд і відсутність бітових помилок. Остання умова відповідає часу збереження стану кубіта близько 100 років. Якщо послабити її до однієї години, додавши ще один рівень корекції помилок, потреба для RSA-2048 зросте приблизно до 45 000 кубітів.

Чому це важливо для власників біткоїна

За оцінками, наведеними в контексті дослідження, потенційна загроза може стосуватися 6,26 млн BTC, публічні ключі яких уже розкриті. Водночас це не означає, що всі ці монети можна викрасти сьогодні: для реалізації сценарію потрібен квантовий комп’ютер, здатний виконати відповідні обчислення з необхідною точністю та корекцією помилок.

Нова оцінка з’явилася на тлі попередніх попереджень про квантові ризики для криптовалют. Зокрема, підрозділ Google Quantum AI раніше заявляв, що майбутні квантові системи можуть зломати сучасну криптографію швидше, ніж очікувалося. Це посилило дискусію про необхідність переходу на постквантову криптографію (PQC).

До підготовки біткоїна до таких загроз закликали й у Coinbase, представивши технічні рекомендації щодо оновлення криптографічного захисту мережі. Водночас засновник Cardano Чарльз Хоскінсон критикував пропозицію BIP-361, вказуючи, що навіть її впровадження не усуне ризики для всіх монет.

Попри успішну квантово стійку транзакцію в мережі біткоїна, виявлену StarkWare, співзасновник мережі Stacks Муніб Алі зазначив, що невизначеність щодо квантової безпеки біткоїна може стримувати інституційні інвестиції.