На смену привычных компьютеров придут квантовые — о намерении запустить коммерческое производство к 2029 году говорит Google. Некоторые представители крипто-сообщества видят в этой тенденции опасность для блокчейна — огромные вычислительные мощности могут стать угрозой для безопасности приватных ключей и транзакций. Так ли это, как появление квантовых компьютеров может отразиться на блокчейне — рассмотрим в этой статье. Если в обычном компьютере есть понятные транзисторы, которые или пропускают ток, или не пропускают (и находятся в одном из состояний: 0 или 1), то в квантовом компьютере кубит (аналог стандартного бита) может находится одновременно и в состоянии орел и решка и допустимо состоянии квантовой суперпозиции (одновременного нахождения во всех 3 состояниях). Там, где стандартный компьютер должен считать вариациями битов, квантовый компьютер сразу “видит” все решения поставленной задачи — потому что набор кубитов составляет весь набор комбинаций сразу. Таким образом, он проводит вычисления значительно быстрее. Что такое “значительно быстрее”: в сентябре 2019 года от имени Google появился доклад «Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor» — он был опубликован на сайте НАСА. В докладе говорилось: квантовый компьютер Google выполнил за 200 секунд расчет, который выполнялся бы на самом мощном суперкомпьютере Summit примерно 10 тысяч лет. Это был момент “квантового превосходства” — когда задача, которая не могла быть решена обычными компьютерами, была решена квантовым. По последним обещаниям Google, выпуск коммерческих квантовых компьютеров планируется к 2029 году, сейчас в разработку инвестируются миллиарды долларов — даже построен отдельный кампус Google Quantum AI в Калифорнии. С Google конкурируют инженеры из компании IBM — они представили в 2021 году IBM Quantum System One — квантовый компьютер мощностью 27 кубит. Компания Intel движется от разработки классических процессоров к квантовым — как видите, гиганты индустрии активно работают в направлении квантовых вычислений. В основе блокчейна лежал криптографические алгоритмы, которые предотвращают ошибки в сети и в транзакциях, взломы. Благодаря таким алгоритмам блокчейн считается безопасным и защищенным от взлома. Но все это верно, если мы говорит про стандартные вычислительные мощности. Квантовые компьютеры выполняют расчеты мгновенно: и если сейчас подобрать приватный ключ (который представляет собой 32-байтное число, состоящее из 64 символов), то с квантовыми вычислениями задача вполне подъемная. Об угрозе безопасности со стороны квантовых компьютеров говорили эксперты Deloitte в своем исследовании. В частности, они говорят об уязвимости транзакционных цифровых подписей — по аналитике, 21% от добытых BTC могут быть уязвимыми. Есть два типа биткоин-адресов: P2PK (Pay-to-Public-Key) и P2PKH (Pay-to-Public-Key Hash). Считалось, что с мощностью квантового компьютера можно вскрыть только P2PK-адрес, вычислив приватный ключ из публичного. Единственное: для взлома нужно знать публичный ключ, если его не раскрывать и не тратить монеты (а также не пользоваться одним адресов дважды), то адрес в безопасности. В P2PKH-адресах цифровая подпись создается на основе приватного ключа, и считалось, что это дает защиту от подбора на квантовых мощностях. Однако, эксперты утверждают, что если один адрес использовался дважды — квантовый компьютер взломает и его.  Нет, потому что в подтверждении транзакции задействованы несколько участников сети. В данном случае мощные вычислительные способности не помогут изменить транзакцию, потому что не смогут обойти алгоритм консенсуса. Если квантовый компьютер такой быстрый и мощный, соблазнительно думать, как быстро на нем можно добывать монеты. Однако за то, что кто-то очень быстро добудет все биткоины, не нужно волноваться: майнинг монеток будет просто неэффективен из-за применения алгоритма хеширования SHA-256. С майнингом намного лучше справятся ASIC-и. На самом деле, опасность квантовых мощностей намного шире, чем блокчейн. Представьте себе, сколько современных систем защищены шифрованием — и считаются безопасными, их действительно невозможно взломать мощностями обычного компьютера. Но что если их попробовать вскрыть с помощью квантового компьютера? Они окажутся беззащитны. Финансовые системы, секретные государственные данные — все, абсолютно все может оказаться в чужих руках при наличии нужных мощностей. Именно поэтому вокруг разработки квантовых компьютеров сейчас ажиотаж на уровне государств — никому не хочется быть “вскрытым” быстрее, чем появится защита нового порядка. Проблему квантовых компьютеров можно назвать потенциальной, но пока не реальной. Как минимум, ближайшие годы криптомиру ничего не угрожает: квантовые компьютеры пока остаются в лабораториях, и вряд ли будут доступны частным лицам.  Алгоритмы шифрования и методы обеспечения безопасности в блокчейне тоже не стоят на месте — на потенциальную угрозу всегда найдется способ предотвращения. При известном прогрессе в квантовых вычислениях есть время для разработки методов противодействия. Что может обезопасить блокчейн от квантовых компьютеров: Более сложный алгоритм хэширования (например, SHA-512) Больший размер приватного ключа Переход на постквантовую криптографию Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) проводит исследования алгоритмов шифрования, которые будут устойчивы к квантовым вычислениям. Над этой задачей также работают частные проекты, среди которых IOTA, ArQit, Quantum Resistant Ledger, HyperCash, Starkware или Uranium-X. Разработки в направлении точно будут получать большие государственные дотации. В заключение Внезапный “захват” блокчейна квантовыми компьютерами точно не произойдет — пока это только теоретически возможное предположение. Блокчейн постепенно будет становиться кванто-устойчивым, и это произойдет до того, как в общем доступе появятся невероятные мощности квантовых компьютеров. Специалист в децентрализованных технологиях, web3