Квантові виклики для блокчейну: практичні пріоритети та стратегія реагування

Атака “Збережи зараз, розшифруй пізніше” - Найактуальніша загроза безпеці

Коли йдеться про квантові комп’ютери та блокчейн, багато хто уявляє далеке майбутнє. Однак реальна загроза полягає не в цьому. Аналітики вказують, що найнебезпечнішою наразі є атака “Harvest Now, Decrypt Later” (HNDL) — зловмисники вже почали зберігати зашифровані повідомлення сьогодні, щоб у майбутньому, коли з’являться квантові обчислювальні можливості, розшифрувати їх.

Вразливість цього сценарію полягає в тому, що: навіть якщо зараз конфіденційна інформація залишається безпечною, збережені дані стануть цінним активом для зловмисників у майбутньому. Особливо це стосується державної та секретної інформації, де ризик має катастрофічні наслідки.

З урахуванням цього, системи, що мають зберігати інформацію протягом 10-50 років і більше, повинні вже зараз впроваджувати квантово-стійкі алгоритми шифрування. Однак не всі компоненти блокчейну потребують такої термінової зміни.

Цифровий підпис і методи підробки: Чому це не в пріоритеті

Поширена помилка — вважається, що цифрові підписи зникнуть із використанням із появою квантових комп’ютерів. Насправді — ні. Підпис не містить “прихованих особистих даних”, які можна відновити за допомогою квантових алгоритмів. Навіть якщо у майбутньому буде знайдено спосіб підробляти підписи за допомогою квантових алгоритмів, це торкнеться майбутніх транзакцій, а не дозволить “відкотити” підписи минулого або розкрити приховану інформацію.

Це означає, що найпопулярніші механізми підпису у блокчейні, такі як ECDSA або EdDSA, хоча й потребуватимуть оновлення у майбутньому, — не є “терміновими” для негайного впровадження. Вони мають час для планової модернізації.

zkSNARKs: Ще менш актуальні

Ситуація з zkSNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) — інша. Хоча ця технологія наразі використовує еліптичні криві, її властивість “незнання” залишається безпечним проти квантових атак.

Проста причина: доказ, що не містить приватних даних, може бути відновлений квантовим алгоритмом. Тому zkSNARKs не піддаються ризику “збережи зараз, розшифруй пізніше”. За пріоритетністю їх оновлення є ще менш нагальним, ніж оновлення цифрових підписів.

Bitcoin — особливий випадок

Хоча більшість сучасних блокчейнів можуть чекати, Bitcoin — виняток. Причина не технічна, а у внутрішніх обмеженнях його механізму.

По-перше, швидкість оновлення протоколу Bitcoin дуже повільна. Будь-які зміни, що стосуються консенсусу або безпеки, можуть викликати суперечки, розкол спільноти або навіть форк. По-друге, Bitcoin не може автоматично оновлювати всі активи, оскільки ключі підпису належать користувачам — протокол не має права примусити оновитися всіх.

Це призводить до серйозних наслідків: гаманці, що перестають працювати, втрачені або без власника (приблизно мільйони BTC) — можуть назавжди опинитися під загрозою квантових атак. Ще гірше — на початкових етапах Bitcoin використовував структуру P2PK — відкритий ключ був безпосередньо видно у ланцюжку. Тоді квантовий комп’ютер міг застосувати алгоритм Шора для безпосереднього витягання приватного ключа з відкритого.

На відміну від сучасних адрес (з прихованим за хешем відкритим ключем, який стає видимим лише при транзакції), у перших версіях Bitcoin не було “вікна часу” для конкуренції з атакуючими. Тому переміщення Bitcoin-активів — це не лише технічна проблема, а й питання юридичних ризиків, соціальної співпраці та довгострокових витрат. Bitcoin потрібно вже зараз розробляти план міграції.

Обережно з бумом оновлень: реальні витрати та приховані ризики

Хоча квантові комп’ютери — справжня загроза, поспішне масштабне оновлення може принести більші реальні ризики. Багато сучасних квантово-стійких алгоритмів мають значні витрати на продуктивність, складність у впровадженні, а деякі вже були зламані класичними алгоритмами (як Rainbow, SIKE).

Наприклад, основні пост-квантові підписи, такі як ML-DSA і Falcon, у десятки або сотні разів більші за сучасні підписи. Вони також більш вразливі до атак через сторонні канали, похибки з плаваючою точкою або неправильні параметри, що може призвести до витоку ключів. Швидка міграція без належної підготовки може створити нові вразливості замість їх усунення.

Стратегія багаторівневої адаптації: реальний підхід

Замість сліпого переходу, блокчейн має застосовувати поетапну, багатопланову та замінювану стратегію реагування:

• Гібридне шифрування: впроваджувати комбінацію пост-квантового + класичного шифрування для інформації, що потребує довгострокового захисту.

• Хешові підписи: раніше використовувати системи підписів на основі хешів для випадків, коли підпис не потрібен часто (фірмвар, оновлення систем).

• Публічний рівень: зберігати план і дослідження, узгоджувати з глобальним PKI, діяти обережно.

• Модульність: застосовувати архітектуру абстрактних облікових записів або модульний дизайн, щоб майбутні механізми підпису можна було оновлювати без порушення історії ідентичності та активів у ланцюжку.

Підсумовуючи, не всі компоненти блокчейну однаково піддаються загрозам. Пріоритети мають бути: захист приватної інформації > оновлення підписів > оновлення zkSNARKs. Bitcoin — виняток, що вимагає швидких дій, але решта блокчейнів мають час для обдуманого рішення.