Квантовая компания Alice & Bob опубликовала препринт, в котором оценивается, что отказоустойчивая квантовая машина, построенная из примерно 29 588 физических «котовых» кубитов, способна решить задачу дискретного логарифма на эллиптической кривой 256 бит, лежащей в основе подписей secp256k1 Bitcoin, примерно за 61,8 минуты. Этот расчет, подробно описанный в новой публикации IACR ePrint, представляет собой значительное снижение по сравнению с предыдущими оценками, требующими миллионов кубитов, как отмечает генеральный директор компании Тео Перонен.

BTC / USD
Источник: CoinGecko. Цены ориентировочные.

Как был получен расчет

Анализ Alice & Bob сочетает архитектуру сверхпроводящих котовых кубитов, которая подавляет ошибки инверсии битов на аппаратном уровне, с более эффективными кодами коррекции ошибок и оптимизированными реализациями алгоритма Шора. За счет снижения накладных расходов на коррекцию фазовых ошибок исследователи утверждают, что количество логических кубитов, необходимых для дискретного логарифма на эллиптической кривой 256 бит, снижается до менее чем 30 000 физических кубитов. Та же методология дает цифру в 22 593 кубита для взлома RSA-2048 примерно за 3,1 дня, что значительно ниже оценок в 20 миллионов кубитов, опубликованных в 2019 году.

Влияние на безопасность Bitcoin

Если будет построен квантовый компьютер описанного масштаба, он сможет вычислить приватный ключ по любому раскрытому публичному ключу, позволяя злоумышленнику подделать подписи и перевести средства. Время выполнения в один час превышает средний 10-минутный интервал блоков Bitcoin, что делает атаки на незавершенные транзакции (когда транзакция перехватывается до подтверждения) непрактичными. Однако атаки на данные в состоянии покоя, нацеленные на адреса с публично видимыми ключами, такие как устаревшие скрипты Pay-to-Public-Key, содержащие, по оценкам, 1,7 млн BTC, могут стать возможными, поскольку у злоумышленника будут дни для завершения вычислений после раскрытия ключа.

Реакция отрасли и следующие шаги

Эти результаты усиливают срочность текущих обсуждений о постквантовых обновлениях Bitcoin. Разработчики предложили BIP-361, поэтапный подход к заморозке устаревших адресов, уязвимых к квантовым атакам, а другие группы оценивают схемы подписи на основе решеток. Alice & Bob предупредила, что ее цифры являются теоретическими оценками ресурсов, а не доказательством того, что текущее квантовое оборудование может выполнить атаку. Тем не менее компания ожидает, что улучшения аппаратного обеспечения и сокращение требований к ресурсам сойдутся в начале 2030-х годов, что соответствует аналогичным прогнозам Google Quantum AI и Quantinuum. Обе компании сообщали о прогрессе в логической точности и методах снижения ошибок, которые могут ускорить путь к отказоустойчивым машинам.

За чем следить дальше

Следите за прогрессом в масштабируемости котовых кубитов и логических ошибках от Alice & Bob, Google Quantum AI и Quantinuum, поскольку прорывы могут еще больше снизить порог кубитов. Наблюдайте за действиями сообщества разработчиков Bitcoin по постквантовым предложениям, особенно за официальными подачами BIP или реализациями в тестовой сети. Обращайте внимание на раскрытия крупных объемов публичных ключей в блокчейне, которые представляют собой высокоценные цели, если появится квантово-способный противник.