Традиционные методы криптографии опираются на сложные математические задачи, например, на факторизацию больших простых чисел или дискретных логарифмов. Для квантовых алгоритмов, способных решать эти задачи за считанные секунды, они крайне уязвимы. Хотя квантовые компьютеры, способные взломать шифрование блокчейна, пока не широко доступны, риски уже нельзя назвать чисто гипотетическими.

«Многие современные блокчейн-системы по-прежнему зависят от криптографических методов, которые рухнут при вычислениях на квантовом уровне, — заявил У Тун из Пекинского университета науки и технологий, один из руководителей исследования. — Мы должны переосмыслить, как мы защищаем децентрализованные системы в долгосрочной перспективе».

Система EQAS (Efficient Quantum-resistant Authentication Storage, «эффективное квантово-устойчивое хранилище аутентификаций») разработана на основе постквантовых криптографических инструментов, резко отличающихся от классических, пишет SCMP.

В его ядре находится SPHINCS, метод цифровой подписи на базе хэша, разработанный в 2015 году. В отличие от традиционных подписей, SPHINCS основан не на теории чисел, а на хэш-функциях, которые считаются более устойчивыми к квантовым атакам. Это изменение повышает безопасность и упрощает управление ключами устройств, что особенно важно в распределенных сетях, где при проверке транзакций многие узлы работают независимо.

Кроме того, EQAS меняет структуру хранилища, отделяя хранение данных от проверки. Система использует динамическое дерево для создания доказательств и структуру супердерева для их проверки.

Исследовательская группа подчеркнула, что такая модульная конструкция легче масштабируется и более эффективна, что помогает снизить нагрузку на сервер. В тестах на производительность EQAS продемонстрировал явные преимущества по сравнению с современными системами. Задачи аутентификации и хранения данных выполнялись около 40 секунд, что значительно меньше среднего показателя в 180 секунд.

Исследование Google показало, что для взлома 2048-битного RSA-шифрования, стандарта онлайн-безопасности, потребуется квантовый компьютер с менее чем 1 млн шумных кубитов. Ранее считалось, что для этого необходимо 20 млн. Хотя подобных устройств пока не существует, крупные компании уже строят планы: IBM рассчитывает создать компьютер на 100 тыс. кубитов к 2033 году, а Quantinuum — отказоустойчивый универсальный квантовый компьютер к 2029 году.