Несмотря на то, что основными преимуществами блокчейна являются безопасность, неизменность и защита от атак хакеров, сети распределенного реестра могут быть с легкостью раскодированы мощным квантовым компьютером. Квантовые компьютеры способны разрушить криптографию публичных ключей и кодов, поддерживающих сети блокчейна.
Известно, что способ функционирования квантового компьютера отличается от работы классического компьютера. В обычных компьютерах информация хранится и передается в битах (частицах информации), которые могут существовать в одном из двух состояний – 1 или 0. Квантовые компьютеры используют кубиты – комбинации битов, помноженные на сложные числа, способные существовать в двух состояниях одновременно. Это позволяет квантовым системам совершать любые вычисления во много раз быстрее и предоставляет им существенные преимущества при выполнении сложных задач, таких как создание искусственного интеллекта, моделирование химических взаимодействий и … разрушение широко применяемой сейчас криптографии публичных ключей. Следовательно, квантовый компьютер способен подвергнуть технологию блокчейна серьезному риску и в конечном итоге даже разрушить блокчейн-код.
«Появление квантовых компьютеров ставит под угрозу безопасность любых криптографических систем с открытым ключом, – объясняет профессор Оксфордского университета и член научного совета Российского квантового центра Александр Львовский, – «Технология блокчейн особенно подвержена риску, поскольку операции совершаются абсолютно анонимно».
Алгоритмы шифрования с публичным (открытым) ключом применяют так называемые односторонние (необратимые) функции, позволяющие закодировать информацию таким образом, что расшифровать ее может только владелец. На то, чтобы взломать компьютер и найти обратное значение функции, хакеру понадобится около года, тогда как квантовый компьютер способен сделать это в считанные секунды.
Таким образом, обладающий доступом к квантовому компьютеру злоумышленник может использовать алгоритм Шнорра, чтобы подделать цифровую подпись, выдать себя за пользователя и завладеть его цифровыми активами.
То есть, по сути, необратимые функции являются единственной линией защиты сетей блокчейна, поскольку единственным видом защиты пользователя является его цифровая подпись.
Несомненно, квантовые компьютеры все еще находятся на раннем этапе развития. Тем не менее, нужно быть готовыми ко всему, ведь всегда есть вероятность, что события начнут развиваться быстрее.
Вице-президент IBM Research Роберт Сьютор (Robert Sutor), отвечающий за программу исследования квантовых компьютеров в компании, считает, что искать меры защиты от квантовых компьютеров и разрабатывать и внедрять алгоритмы, устойчивые к квантовым атакам, необходимо уже сейчас.
В настоящее время некоторыми специалистами уже ведется работа над постквантовыми алгоритмами безопасности, представляющими собой односторонние алгоритмы, сложные для вычисления традиционными и квантовыми компьютерами. Тем не менее, в будущем необходимы будут технологии шифрования нового поколения. К примеру, некоторые ученые предлагают для этой цели добавить в блокчейн квантовую криптографию или даже сделать квантовым весь блокчейн.