Що таке квантово-стійкі токени і чому вони важливі для криптовалют?

Квантово-стійкі токени: пояснення

Квантово-стійкі токени використовують сучасні криптографічні методи для захисту від потужних можливостей квантових комп’ютерів.

Квантово-стійкі токени — це нове покоління криптовалют, створене для усунення вразливостей, викликаних квантовими обчисленнями. Традиційні криптовалюти, наприклад, Bitcoin та Ether, базуються на еліптичній криптографії (ECC), яка є безпечною для класичних комп’ютерів, але вразлива для квантових алгоритмів, таких як алгоритм Шора. Проте ця потенційна загроза поки що є питанням майбутнього.

ECC базується на складних математичних задачах, таких як відновлення приватного ключа з публічного ключа (задача дискретного логарифма). Вирішення цих задач потребує нереально довгого часу на стандартних комп’ютерах, тому вони вважаються безпечними.

Однак квантові комп’ютери можуть використовувати алгоритм Шора для вирішення цих задач значно швидше. По суті, вони можуть знайти приватний ключ із публічного ключа за відносно короткий час, зламуючи систему захисту.

Для протидії цьому квантово-стійкі токени впроваджують пост-квантові криптографічні алгоритми, такі як решітчаста криптографія та схеми підпису на основі хешу. Ці методи базуються на задачах, які навіть квантові комп’ютери не можуть вирішити ефективно, гарантуючи надійний захист для приватних ключів, цифрових підписів і мережевих протоколів.

Загроза квантових обчислень для криптовалют

Експоненційна потужність квантових обчислень може зробити сучасні криптографічні протоколи неефективними, ставлячи під загрозу безпеку блокчейн-мереж.

Неперевершена обчислювальна потужність

Квантові обчислення представляють значний стрибок в обчислювальних можливостях. На відміну від класичних комп’ютерів, які обробляють інформацію в двійковому (0 та 1) вигляді, квантові комп’ютери використовують кубіти, які можуть існувати у кількох станах одночасно завдяки квантовим явищам, таким як суперпозиція і заплутаність.

Злам криптографії з відкритим ключем

Найсерйозніша загроза полягає у потенційній можливості зламу криптографії з відкритим ключем, яка є основою безпеки блокчейну. Криптографія з відкритим ключем базується на двох ключах — відкритому, доступному будь-кому, та приватному, відомому лише власнику.

Сила цієї системи базується на математичних задачах, які надзвичайно важко вирішити класичним комп’ютерам у розумні терміни:

RSA-шифрування: Залежить від складності факторизації великих складених чисел, що може зайняти тисячі років для класичних комп’ютерів із достатньо великими ключами.
Еліптична криптографія (ECC): Використовується в Bitcoin, Ethereum та більшості сучасних блокчейнів і базується на вирішенні задачі дискретного логарифма, іншої складної математичної задачі.

Квантові комп’ютери, оснащені алгоритмом Шора, можуть розв’язувати ці задачі в рази швидше. Наприклад, квантовий комп’ютер міг би факторизувати 2048-бітний RSA-ключ за кілька годин, тоді як класичним суперкомп’ютерам це було б не під силу за розумний час.

Таймлайн загрози

Дослідження Глобального інституту ризиків (GRI) оцінюють, що квантові комп’ютери, здатні зламати сучасні криптографічні стандарти, можуть з’явитися протягом 10–20 років. Ця терміновість підкріплена досягненнями, такими як квантовий процесор Willow від Google, який нещодавно досяг важливої позначки у 105 кубітів. Хоча Willow ще не може зламати шифрування, його розробка демонструє швидкий прогрес у напрямку створення потужніших квантових систем.

Як працюють квантово-стійкі токени

Квантово-стійкі токени базуються на сучасних криптографічних алгоритмах, розроблених для протидії потужності квантових комп’ютерів.

Важливість квантово-стійких токенів пов’язана з їх використанням пост-квантових криптографічних алгоритмів, розроблених для захисту від атак як класичних, так і квантових обчислень. Нижче наведено основні технології:

Решітчаста криптографія

Решітчаста криптографія представлена уявним тривимірним простором, заповненим мільярдами точок. Завдання полягає у знаходженні найкоротшого шляху між двома точками, що є настільки складною задачею, що навіть квантові комп’ютери не можуть ефективно її вирішити. Це основа решітчастої криптографії.

Алгоритми типу CRYSTALS-Kyber та CRYSTALS-Dilithium нагадують ці суперміцні замки. Вони ефективні (швидкі у використанні) і займають мало місця, що робить їх ідеальними для блокчейн-мереж.

Криптографія на основі хешів

Криптографія на основі хешів працює, створюючи унікальний “відбиток пальця” для кожної транзакції. Хеш — це рядок чисел і символів, згенерований із даних, який неможливо повернути до початкової форми. Наприклад, Quantum Resistant Ledger (QRL) використовує XMSS для захисту транзакцій, що є практичним прикладом хешового захисту від квантових загроз.

Кодова криптографія

Цей метод працює як приховування повідомлення всередині “шумового” радіосигналу. Лише той, хто має приватний ключ, може “налаштуватися” та декодувати сигнал.