Розробники Ethereum готуються до майбутнього, в якому квантові комп'ютери зможуть зламати сучасну криптографію. Дослідники блокчейна, під керівництвом таких людей, як Джастін Дрейк з Ethereum Foundation, підтримують бачення, яке називається “Lean Ethereum” – скоординоване зусилля зі спрощення технічної архітектури Ethereum з урахуванням квантової безпеки.
Ця ініціатива є відповіддю на загрозу квантових обчислень і критикою складності Ethereum. На практиці це означає переосмислення всього, від виконання смарт-контрактів до перевірки блоків, з орієнтацією на пост-квантову безпеку. Це рух отримав підтримку від лідерів Ethereum, включаючи співзасновника Віталіка Бутеріна, і відображає ширше усвідомлення в галузі: захист криптовалют від квантових атак стає не просто обачливим, а необхідним.
У цій статті ми розглянемо, чому квантова безпека стає важливою для блокчейнів та що для цього робить Ethereum. Ми дослідимо обмеження поточних криптографічних методів (таких, як підписи з еліптичними кривими, які захищають ваші Bitcoin та Ether сьогодні) і як майбутні квантові комп'ютери загрожують їх розгадуванню. Далі ми розглянемо пост-квантову криптографію – новий клас алгоритмів шифрування, розроблених для стійкості до квантових атак, та зусилля Національного інституту стандартів і технологій США (NIST) зі стандартизації цих інструментів. Потім ми дослідимо пропозицію Ethereum “Lean Ethereum” та її ключові технічні складові: віртуальні машини з доказами нульового знання, техніка, що називається вибірковою доступністю даних, і план з перезавантаження частин Ethereum на оптимізованій архітектурі RISC-V. Ми познайомимо вас з декількома ключовими людьми, які намагаються реалізувати ці ідеї, такими як Дрейк, Бутерін і криптограф СінСін Фан, і подивимося, як дорожня карта Ethereum до квантової готовності порівнюється з Bitcoin та іншими блокчейнами. Нарешті, ми розглянемо переваги, компроміси та ризики впровадження квантово-стійких оновлень і розглянемо, що ці зміни можуть означати в довгостроковій перспективі для повсякденних користувачів, розробників, валідаторів і криптовалютної індустрії загалом.
Протягом всього тексту ми будемо зберігати доступність мови – Ph.D. з фізики не потрібно – зберігаючи технічну точність. Епоха квантових обчислень ще не настала, але, як показує приклад Ethereum, час готуватися вже настав. Ось як і чому одна з найбільших екосистем блокчейна у світі планує зміцнити себе для епохи квантової безпеки. Суть: квантові обчислення подібні до універсального ключа, що може відкрити замки RSA та ECDSA, за умови достатньої кількості кубітів та стабільної роботи. Оцінки різняться у тому, скільки логічних кубітів (виправлених, надійних кубітів) потрібно, щоб зламати, скажімо, 256-бітову еліптичну криву Bitcoin. Один аналіз дослідницької команди Ethereum Foundation припускає, що близько 6,600 логічних кубітів можуть загрожувати кривій secp256k1 (використовується в Bitcoin/Ethereum), а ~20,000 логічних кубітів можуть повністю її скомпрометувати. Через накладні витрати на виправлення помилок це відповідає мільйонам фізичних кубітів — планка, яку квантовий апарат може досягти за 15–20 років, якщо прогрес продовжиться. Це рухома мета, але очевидно, що сьогоднішня криптографія має термін придатності, якщо не будуть внесені зміни.
Ще одне обмеження сучасних методів — це розкриття ключів та підписів. Як було вже згадано, повторне використання адрес небезпечне в квантовому контексті — проте багато користувачів, заради зручності, відправляють кілька транзакцій з тієї ж адреси, залишаючи свій відкритий ключ на ланцюгу після першого витрат. Це було історично поширеним у ранні дні Bitcoin (адреси платіж-до-відкритого ключа, які прямо розкривали ключі), і навіть після вдосконалення найкращих практик, за оцінками, 2,5 мільйона BTC (більше $130 мільярдів) залишаються в старих типах адрес, які є особливо вразливими до майбутнього квантового злому. Ethereum за замовчуванням розкриває відкриті ключі лише після їх використання, але активні акаунти Ethereum регулярно повторно використовують ключі. Коротше кажучи, чим довше наші мережі працюють на неквантово-безпечній криптографії, тим більше "квантового боргу" накопичується – тобто більше активів залишаються у формі, яку квантовий комп'ютер може пограбувати, коли стане достатньо потужним.
Нарешті, сучасна криптографія не була створена з урахуванням гнучкості. Протоколи, такі як Bitcoin, жорстко закодовані на ECDSA та специфічні хеш-функції. Заміна їх новими алгоритмами не є простою; це вимагає консенсусу в суспільстві на важку вилку або хитрий хацький спосіб софт-форку. Ethereum є дещо більш гнучким (він пройшов через кілька апгрейдів і концептуально прийняв ідею абстракції акаунтів, що може дозволити використовувати різні схеми підписів на одній мережі), але все ж таки, оновлення криптографічних примітивів в масштабі є недослідженою територією. Обмеження сьогоднішніх методів тому виходять за межі просто математики – вони також вбудовані в систему управління та технічний борг.
Хороша новина полягає в тому, що криптографічне співтовариство бачило це і займалося розробкою альтернатив. Отже, як виглядає наступне покоління квантово-стійкої криптографії, і чи зможе вона підключитися до блокчейнів?
Пост-Квантова Криптографія та Стандарти NIST
Пост-квантова криптографія (PQC) відноситься до алгоритмів шифрування та підписів, які розроблені таким чином, щоб бути безпечними проти квантових атак. Важливо, що вони в основному базуються на математичних задачах, які вважаються складними для обох квантових і класичних комп'ютерів (на відміну від факторизації або дискретного логарифма). Наприкінці 2010-х та на початку 2020-х років дослідники по всьому світу пропонували та аналізували десятки алгоритмів-кандидатів. У 2016 році Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) розпочав офіційний процес оцінки цих алгоритмів і вибору нових криптографічних стандартів для пост-квантової ери. Після кількох раундів перевірки (і декількох драматичних поразок, таких як один з алгоритмів, зламаний класичними засобами під час конкурсу), NIST оголосив свій перший набір переможців у 2022 році.
Для цифрових підписів основна рекомендація NIST - CRYSTALS-Dilithium, схема підпису на основі решіток, з FALCON (також на основі решіток) як варіант для випадків, що потребують менших підписів, та SPHINCS+ (схема хеш-підпису) як ще одну альтернативу для тих, хто бажає кардинально іншої основи безпеки. Для інкапсуляції/обміну ключами найкращий вибір - CRYSTALS-Kyber (на основі решіток), з деякими іншими, такими як Classic McEliece (на основі кодів) та BIKE/HQC (також на основі кодів або структурованих решіток), як альтернативні варіанти. Очікується, що ці алгоритми будуть формально стандартизовані приблизно до 2024–2025 років як нові FIPS стандарти.
Що робить ці алгоритми "квантово-безпечними"? У випадку криптографії на основі решіток (основи Dilithium та Kyber), безпека походить від проблем, як-от Проблема Найкоротшого Вектора (SVP) або Навчання з Помилками (LWE) у багатовимірній решітці. Інтуїтивно це подібно до знаходження голки в багатовимірному стозі сіна — навіть квантові комп'ютери не мають відомих ефективних методів для розв'язання цих задач. Схеми на основі решіток досить ефективні на класичних комп'ютерах і мають розумний розмір ключів і підписів (кілобайти, а не байти, що більше ніж ECDSA, але впоране). Наприклад, підпис Dilithium може бути декілька кілобайтів і перевіряється швидко, і Kyber може виконувати узгодження ключів з ключами приблизно 1,5 KB у розмірі, зі швидкістю, порівнянною із шифруванням RSA/ECDSA сьогодні. Ця комбінація швидкості та невеликого розміру - ось чому NIST тяжів до алгоритмів на решітковій основі для загального використання.
Інші підходи включають хеш-підписи (як SPHINCS+ або XMSS, що вимагають стану). Вони спираються лише на безпеку хеш-функцій, які є одними з найбільш квантово-стійких примітивів, які ми маємо (алгоритм Ґровера може здійснювати брутфорсування передобразів хешів з квадратичним прискоренням, але це набагато менш руйнівно, ніж поліноміальне прискорення Шора для факторизації). Хеш-підписи є надзвичайно безпечними в теорії; однак, вони надають певні недоліки: підписи можуть бути величезними (десятки кілобайтів), і деякі типи дозволяють лише обмежену кількість використання на один ключ (схеми, що вимагають стан, вимагають стежити за використанням одноразових ключів). Це робить їх менш практичними для частих транзакцій або обмежених по ширині середовищ. Проте, вони можуть бути корисними в певних контекстах блокчейну, можливо, для високобезпеки мультисиг або як тимчасовий захід.
Також існують криптосистеми на основі кодів (як McEliece, що має величезні публічні ключі, але витримав криптоаналіз з 1970-х років) і схеми багаторазових квадратів. Вони пропонують різноманітність – різні припущення про складність у випадку, якщо решітки або хеші матимуть непередбачені слабкості – але зазвичай мають великі розміри ключів або повільнішу продуктивність, що робить їх менш привабливими для використання в блокчейні прямо зараз. Експерти з безпеки часто рекомендують різноманітний портфель алгоритмів, щоб зменшити ризики, але, швидше за все, блокчейни віддадуть перевагу рішенням на основі решіток і, можливо, деяким технікам на основі хешів для специфічних цілей.
Стандарти NIST і Впровадження у Блокчейн
Стандартизація NIST має велике значення, оскільки вона надає загальноприйнятий набір алгоритмів, який багато галузей (не лише блокчейн) почнуть впроваджувати. До кінця 2025 року ми очікуємо публікацію формальної документації стандартів для Dilithium, Kyber тощо. Багато розробників блокчейнів уважно стежать за цим процесом. Наприклад, дослідники Ethereum вже експериментують з схемами підпису на основі решіток (як-от Dilithium), щоб побачити, як вони співпрацюють на практиці в блокчейні. Мета полягає в тому, щоб, коли стандарти будуть завершені, перехід міг розпочатися з впевненістю, що алгоритми були ретельно перевірені.
Однак впровадження цих в реальному блокчейні не є простим заміщенням. Як ми обговоримо, алгоритми PQC зазвичай означають більші розміри транзакцій і, можливо, важче обчислення. Але в основному, пост-квантова криптографія надає спільнотам блокчейнів інструменти для самозахисту. Вона перетворює здавалося б непереборну загрозу на вирішувану (хоч і важку) інженерну проблему: оновлення криптографії до того, як у зловмисників з'являться квантові інструменти. Прочасці Ethereum, які мають проактивну позицію — спонукаючи до досліджень та ранньої інтеграції PQC — є прикладом того, як використовувати цей інструментарій. І справді, ініціатива “Lean Ethereum” Ethereum залікує вплутання квантової стійкості в структуру блокчейну, поряд з іншими спрощеннями.
Lean Ethereum: Спрощення для Квантової Стійкості
У середині 2025 року дослідник Ethereum Foundation Джастін Дрейк запропонував ініціативу під назвою “Lean Ethereum.” Її мета проста у висловлюванні, але амбіційна у виконанні: зробити базовий рівень Ethereum якомога простішим і надійнішим, водночас забезпечивши його здатність протистояти майбутнім квантовим атакам. Цей задум виник з усвідомлення, що протокол Ethereum, після років швидкого розвитку, став доволі складним. На відміну від Bitcoin — який цілеспрямовано рухається повільно і тримає все простим — Ethereum додав шар за шаром нових функцій (від насичених станом смарт-контрактів до різних оновлень віртуальної машини та конструкцій рівня 2). Ця складність може породжувати помилки, підвищувати бар'єр для нових розробників і навіть вводити ризики безпеки, якщо невідомі частини системи приховують вразливості. Дрейк та інші стверджують, що зараз настав час спростити дизайн Ethereum, і це йде рука об руку з підготовкою до квантових загроз. Більш простий Ethereum може бути легше модернізований новою криптографією і легше захищений та перевірений вузлами.
Отже, що включає в себе Lean Ethereum? Пропозиція охоплює три основні стовпи Ethereum — шар виконання (де виконуються смарт-контракти), шар даних (як блочні дані зберігаються та доступаються) і шар консенсусу (як блоки фіналізуються) — і пропонує реформи в кожному з них:
Віртуальні Машини на Основі Доказів з Нульовим Знан<|disc_score|>Переклад:
Зміст: або інші квантово-стійкі припущення) можуть зробити рівень виконання квантово-захищеним за замовчуванням. Якщо ви не розкриваєте конфіденційні дані чи публічні ключі на блокчейні, а натомість перевіряєте їх за допомогою ZK-доказів, ви закриваєте частину поверхні атаки, яку квантовий комп'ютер міг би націлити. Навіть якщо квантовий комп'ютер спробував би фальсифікувати транзакцію, йому також довелося б фальсифікувати доказ дійсності – а якщо система доказів є квантово-безпечною (наприклад, STARK, яка в основному покладається на хеші та інформаційно-теоретичну безпеку), нападник не отримує жодної переваги. По суті, ZK VM можуть "захистити" шар виконання. Пропозиція Дрейка узгоджується з більш широкою галузевою тенденцією інтегрувати zk-SNARKs і zk-STARKs для масштабованості та приватності, і тут вона виконує роль рівня безпеки.
Цей концепт може звучати технічно, але його перевага є інтуїтивно зрозумілою: Ethereum може стати легшею, не несучи стільки навантаження на виконання на кожному вузлі, і безпечнішою, використовуючи математичні докази, які навіть квантові комп'ютери не можуть легко підробити. Це довгостроковий напрямок досліджень – перетворення Віртуальної машини Ethereum (EVM) або її наступника у формат, дружній до ZK, – але робота вже ведеться. Вже існують проекти, які мають на меті створити VM, що генерують ZK-докази (як Risc Zero та інші, що використовують архітектуру RISC-V, про що ми розповімо скоро). План Lean Ethereum пришвидшить та координуватиме ці зусилля в рамках основної дорожньої карти Ethereum.
Вибіркове зразкове дослідження доступності даних
Ще одним важливим стовпом Lean Ethereum є зменшення навантаження на вузли доступності даних. Блокчейн Ethereum, як і будь-який інший, з часом зростає з усіма даними транзакцій і блоків. Якщо кожен вузол повинен завантажувати та зберігати кожен байт кожного блоку для його перевірки, вимоги до запуску вузла постійно зростають. Це може загрожувати децентралізації, адже зрештою лише ті, у кого є великий простір для зберігання і пропускна здатність, можуть наздогнати. Вибіркове зразкове дослідження доступності даних (DAS) – це розумний метод, щоб обійти це. Замість того, щоб вимагати від повних вузлів завантаження кожного блоку повністю, вузли можуть вибірково відбирати випадкові частини даних кожного блоку, щоб підтвердити, що весь блок доступний та неушкоджений.
Як це працює? Подумайте про коди виправлення помилок або техніки кодування Ріда-Соломона: дані блоку можуть бути закодованими з надмірністю, так що якщо ви випадково перевірите, скажімо, 1% частин і всі вони присутні і правильні, існує дуже висока ймовірність (99,9999%+), що всі дані блоку доступні десь. Якщо деякі частини були відсутні або пошкоджені, випадковий відбір проб спіймав би це з високою ймовірністю при достатній кількості вибірок. Ця ідея дозволяє вузлам бути легкими, але безпечними – вони можуть довіряти, що вся спільнота помітить, якщо дані блоку зникли, адже статистично чийсь зразок зазнав би невдачі. Найближчі плани по шардингу Ethereum вже використовують вибіркове зразкове дослідження доступності даних для валідації шардів блоків. Lean Ethereum Дрейка пропонує застосовувати це широко: навіть для базового шару використовуйте DAS, щоб вузли не повинні зберігати все, тільки те що їм дійсно потрібно.
Результатом DAS є велике спрощення для операторів вузлів. Замість того, щоб хвилюватися про нескінченне зростання місця на диску або про необхідність обрізання старих даних (і, можливо, довіру іншим для цих даних), вузли можуть зберігати безпеку за допомогою вибірки. Це як аудит: ви не перевіряєте дані кожної транзакції, тільки випадкову частину, і математика гарантує, що цього достатньо для впевненості. Це зберігає цілісність блокчейна, не перевантажуючи кожного учасника. Зменшуючи вимоги до ресурсів, Ethereum може залишатися децентралізованим (більше людей можуть запускати вузли) і краще підготовленим для майбутнього. Це також неявно допомагає з квантовою безпекою — якщо вузли легше запускати, їх буде більше, що ускладнює атаку (як квантову, так і іншу) через велику кількість валідаторів.
Підсумовуючи, вибіркове зразкове дослідження доступності даних - це спосіб спростити верифікацію. Це трохи схоже на блокчейн-еквівалент непотреби в тому, щоб з'їсти весь пиріг, щоб знати, що він смачний; мінімальний зразок може статистично представляти ціле. На практиці Ethereum реалізував би це шляхом розбиття блоків на частини з кодами виправлення помилок і дозволянням вузлам випадково перевіряти частини. Якщо навіть одна частина не може бути отримана, мережа трактуватиме блок як недійсний (оскільки це могло б означати, що хтось утримав частину даних блоку). Ця концепція є ключовою в запланованому оновленні данкшардання Ethereum і ідеально поєднується з принципом Lean Ethereum мінімалізму.
Прийняття RISC-V для безпечного консенсусу
Третій аспект Lean Ethereum стосується шару консенсусу – частини Ethereum, яка приходить до згоди щодо ланцюга, пов'язаної з proof-of-stake і включаючи правила вибору форку, обов'язки валідаторів, гаджет фінальності тощо. Цей шар також залучає вузли для інтерпретації мережевих повідомлень і потенційно виконання програм на низькому рівні (наприклад, перевірка підписів, хешування тощо). Пропозиція Дрейка полягає у прийнятті RISC-V як основи для будь-якого протоколу, пов'язаного з обчислювальною системою Ethereum. RISC-V – це відкритий стандарт для комп'ютерної архітектури з скороченим набором інструкцій комп'ютера – по суті, мінімальний набір машинних інструкцій, які можуть виконувати комп'ютери. Чому це важливо для блокчейну? Простість і безпека. Менший, добре зрозумілий набір інструкцій легше проаналізувати та менш схильний до прихованих багів або бекдорів. Якби правила консенсусу Ethereum та будь-які віртуальні машини на рівні консенсусу були виражені в RISC-V (або перекладені на RISC-V), це могло б бути виконано та перевірено з більшою впевненістю.
На практиці це може означати, що клієнти Ethereum (вузли, що запускають програмне забезпечення) використовують віртуальну машину RISC-V для виконання критично важливої для консенсусу логіки, а не використання мов високого рівня, що можуть вводити в оману. Деякі навіть уявляли, що функція переходу стану Ethereum визначається таким низькорівневим детермінованим способом. Перевага в тому, що RISC-V є вкрай легким і спроектованим для верифікації. Він не має власних частин (на відміну, наприклад, від x86 чипів, які є складними і закритими) і має модульний дизайн, де ви включаєте лише ті розширення, які потрібні. Прихильники стверджують, що це зменшує поверхню атаки – просто менше рухомих частин, де щось може піти не так або бути експлуатованим.
Для квантової стійкості, як допомагає RISC-V? Це не безпосередньо про квантові алгоритми, але це пов'язано з тим, щоб зробити Ethereum більш динамічним і надійним. Якщо вам потрібно буде змінити криптографічні алгоритми (наприклад, ввести пост-квантову схему підпису), робити це в системі на основі чистої, уніфікованої архітектури може бути простіше. Крім того, деякі пост-квантові алгоритми можуть отримати користь від спеціалізованого обладнання; відкритість RISC-V дозволила б додавати індивідуальні акселератори або інструкції без порушення сумісності, адже це розширюваний стандарт. Віталік Бутерін був гарячим прихильником дослідження RISC-V для Ethereum. Власне, у квітні 2025 року Бутерін окреслив план з чотирьох етапів для переходу Ethereum до архітектури на основі RISC-V, з надією покращити як швидкість, так і безпеку мережі.
Перехід на RISC-V – це довгостроковий проект – це не те, що можна ввімкнути за ніч в живому блокчейні. Але ідея полягає в тому, що протягом наступних кількох років Ethereum може поступово рухатись в цьому напрямку. Можливо, спочатку, маючи альтернативну імплементацію клієнта в RISC-V, або використання RISC-V для внутрішніх операцій, і зрештою зробити його основою того, як працює Ethereum. Це узгоджується з спробами Ethereum вчитися на консерватизмі Bitcoin, не жертвуючи інноваціями. Простота Bitcoin (наприклад, використання базових опкодів для транзакцій) викликає захоплення у Бутеріна; він хоче, щоб Ethereum скинув частину ваги так, щоб воно могло бути "настільки простим, як у Bitcoin" архітектурою протягом п'яти років. Залучення ультра-легкої архітектури, такої як RISC-V, є частиною цієї філософії.
Підтримка спільноти та інсайти розробників
Ініціатива Lean Ethereum Джастіна Дрейка виникла не в вакуумі. Вона апелює до зростаючого настрою серед розробників Ethereum: що комплексність протоколу потребує контролю заради безпеки та стійкості. Сильна сторона Ethereum – гнучкість та швидка еволюція – також призвели до "надмірних витрат на розробку, всіх видів ризиків безпеки та ізоляції R&D-культури, часто в пошуках переваг, які виявилися ілюзорними," як Віталік Бутерін нещодавно відзначив. Публічні коментарі Бутеріна в середині 2025 року чітко показують, що він ділиться бажанням спростити. Він однозначно заявив про намір спростити технічний стек Ethereum протягом наступних п'яти років, прагнучи зробити його більш схожим на простий (якщо і обмежений) дизайн Bitcoin. Ці слова від співзасновника Ethereum мають вагу: це фактично зелене світло для зусиль, подібних до Lean Ethereum, які пріоритизують очистки та обережне проектування над додаванням нових дзвонів і свистків.
Підтримка Віталіка також поширюється на квантову безпеку. Він обговорював абстракцію аккаунта та криптографічну гнучкість як ключові компоненти довгострокової дорожньої карти Ethereum. Абстракція аккаунта, зокрема, дозволила б акаунтам Ethereum використовувати різні алгоритми підпису або навіть декілька алгоритмів одночасно. Наприклад, ваш гаманець міг би мати пост-квантовий публічний ключ на додаток до традиційного ECDSA ключа, і протокол міг би приймати підпис від обох (або вимагати обидва). Така гнучкість є критично важливою для гладкої міграції – користувачі можуть поступово переходити на квантово-безпечні ключі без необхідності миттєвої зміни для всієї системи. Бутерін і інші запропонували, щоб Ethereum реалізував це в режимі "опціонального підключення" на початковому етапі. У передбаченому Ethereum Endgame (термін, який використовується для його остаточного масштабованого стану), квантово-стійка криптографія справді є частиною плану, намічена до впровадження після повного розгортання технологій, таких як шардінг і роллапи.
Поза межами Ethereum Foundation, ширший екосистема розробників теж робить внесок у ідеї щодо квантової безпеки. Значущий голос — це д-р Сіньсінь Фан, голова криптографії в IoTeX (блокчейн-платформі, орієнтованій на Інтернет речей). Сіньсінь Фан був співавтором дослідницької статті в 2024 році про...
[Текст обірваний]Переклад вмісту:
його пропозиція зосереджується на використанні доказів з нульовими знаннями на основі гешування для захисту транзакцій Ethereum. В інтерв'ю доктор Фан пояснив, що ви можете додати маленький доказ з нульовими знаннями до кожної транзакції, підтверджуючи, що підпис (ECDSA) є дійсним, не розкриваючи сам підпис. Трюк полягає в тому, щоб спроєктувати цей доказ стійким до квантових зламів способом (використовуючи техніки на основі гешування, такі як zk-STARKs). Результат: навіть якщо ECDSA стане вразливим, зловмисник не зможе підробити доказ без порушення схеми на основі гешування, і користувачам навіть не потрібно буде негайно змінювати свої гаманці. Простішими словами, метод Фана додає додатковий рівень валідації, стійкої до квантових зламів, в транзакції, невидимий для користувача. “Спосіб реалізації цього дозволяє користувачеві використовувати свій поточний гаманець, але ми додаємо до кожної транзакції доказ з нульовими знаннями, стійкий до квантових зламів,” сказав він. Цей підхід підкреслює зручність використання – він націлений на безшовний перехід, при якому користувачам не доведеться управляти новими ключами або адресами, принаймні спочатку.
Такі ідеї показують, що спільнота розробників не покладається виключно на одну стратегію. Основні розробники Ethereum спрощують і будують шляхи до оновлень, у той час як дослідники в академічних колах та інших проєктах винаходять розумні виправлення та додають елементи, які можуть підвищити квантову стійкість. Це менталітет «глибокої оборони»: якщо один підхід виявиться занадто повільним або недостатнім, інший може заповнити прогалину.
Ці колективні зусилля також оформлюються в спільні групи. Наприклад, було засновано галузеву коаліцію під назвою Альянс криптовалюти для квантової стійкості (CQRA), яка об'єднує команди з понад дюжини блокчейн-проєктів для координації зі стандартів і досліджень. Їх метою є уникнути роздробленого результату, коли різні мережі реалізують абсолютно різні квантові рішення, які не працюють спільно. Ethereum є частиною цих розмов, як і розробники з Bitcoin та різних альткоїнів.
У резюме, прагнення Ethereum до легкого, квантово-захищеного дизайну підтримується як його керівництвом, так і спільнотою загалом. Можливо, Дрейк придумав назву "Lean Ethereum", але його теми знаходять відгук у широких масах. Культура Ethereum часто є на передовій технічних інновацій у крипто, і тут знову здається, що він займає проактивну позицію: краще розпочати важку роботу з квантового захисту зараз, ніж метушитися під загрозою пізніше. Далі ми порівняємо, як позиція Ethereum співвідноситься з позицією Bitcoin та інших мереж, щоб дізнатися, хто ще робить кроки вперед – і хто може відставати – у гонці за квантовою безпекою.
Ethereum проти Bitcoin (та інших) в готовності до квантового захисту
Як дорожня карта Ethereum для квантової безпеки порівнюється з Bitcoin або іншими блокчейн-проєктами? Контраст вражає. Bitcoin, як і завжди, був надзвичайно обережним і повільним у цьому питанні. Станом на 2025 рік немає офіційного затвердженого або реалізованого Пропозиції поліпшення Bitcoin (BIP) для постквантової криптографії. Тема квантової стійкості обговорюється в колах Bitcoin, але переважно в теоретичних термінах. Частина причини полягає в культурі: основні розробники Bitcoin надають пріоритет стабільності та мінімальним змінам, особливо до фундаментальних компонентів, таких як схема підпису. Інша причина полягає в тому, що будь-яке перемикання, ймовірно, вимагатиме жорсткого форку – скоординованої зміни всієї мережі – якій спільнота Bitcoin зазвичай уникає, якщо це не абсолютно необхідно.Підписи в оновленні (Chrysalis) для покращення продуктивності та зручності користування, по суті, відкладають питання квантових комп'ютерів. Вони планують знову впровадити пост-квантову криптографію (ймовірно, дотримуючись стандартів NIST) у майбутньому оновленні Coordicide, коли вона стане більш зрілою. Подорож IOTA є повчальною: вона демонструє напруженість між ідеалізмом безпеки і практичною зручністю використання.
- Деякі нові платформи рекламують квантову стійкість як ключову рису. QANplatform — одна з тих, що заявляє про інтеграцію алгоритмів на основі решіток (Kyber і Dilithium, як і обрання NIST) у платформу смарт-контрактів. Вона працює в гібридній моделі, яка дозволяє використовувати як класичні, так і пост-квантові алгоритми, що може полегшити міграцію. Ці проекти ще відносно малі, але вони служать випробувальними стендами для перевірки роботи PQC у середовищах блокчейн. Схвально те, що QANplatform повідомила, що їхні транзакції на основі решіток займають близько 1.2 секунди для перевірки, що співпадає з нормальними швидкостями блокчейну. Це свідчить про те, що різниця в продуктивності, хоча й існує, може бути керованою навіть на поточних рівнях технологій.
Варто зауважити, що навіть деякі «традиційні» блокчейни починають визнавати проблему в офіційних поданнях і документах. BlackRock, найбільший у світі керуючий активами, явно згадала квантові обчислення як потенційну загрозу для Біткоїн у поданні SEC з приводу запропонованого Біткоїн ETF. Коли установи з трильйонами під управлінням відзначають квант як фактор ризику, це підкреслює, що це занепокоєння вийшло за межі академічних дискусій; воно входить у масову свідомість фінансів.
На закінчення варто відзначити, що Ethereum виділяється як відносно проактивний у сфері квантової безпеки, включаючи її у свої плани на майбутнє та залучаючи зусилля розробників заздалегідь. Bitcoin розуміє проблему, але залишається статичним, навряд чи діятиме, поки його не змусить ситуація (і сподіваючись, що цей день настане пізніше). Менші проекти вже впроваджують квантово-захищену криптографію, випробовуючи технології і виявляючи виклики, але їм бракує масштабів Bitcoin чи Ethereum. І багато блокчейнів ще серйозно не звернули увагу на цю тему — потенційна слабка сторона, як ми прямуємо до 2030-х років. Підхід Ethereum, особливо з духом Lean Ethereum спрощення та підготовки, може бути прикладом для інших, якщо він виявиться успішним. Він показує шлях поступового, добровільного зміцнення мережі, що ідеально уникає панічних перемикань. Але є значні перешкоди, які потрібно подолати, які ми розглянемо, вивчаючи компроміси та ризики цих оновлень.
Переваги, компроміси та ризики квантово-стійких оновлень
Оновлення блокчейну для квантової стійкості — це не тривіальне завдання і воно приносить як явні переваги, так і значні компроміси. Давайте розглянемо плюси, мінуси та потенційні ризики переходу до квантово-захищеної криптографії, використовуючи плани Ethereum як точку відліку.
Переваги раннього отримання квантової безпеки
Найочевиднішою перевагою впровадження квантово-стійкої криптографії є довгострокова безпека. Це захищає основні принципи блокчейну від квантових атак, забезпечуючи, що активи та транзакції залишаються в безпеці, навіть якщо квантові комп'ютери вдосконалюються. Це зберігає довіру користувачів – люди можуть володіти BTC чи ETH без страху, що раптом квантовий хакер опорожнить гаманці по мережі. Для системи, побудованої на бездоганних гарантіях безпеки, збереження цих гарантій — це існування. Існує також економічний аспект: перший великий блокчейн, що надійно захиститься від квантових загроз, може виявлятися безпечнішою формою збереження цінності в 2030-х роках, потенційно притягаючи капітал від тих, хто занепокоєний квантовою проблемою.
Інша перевага полягає в тому, що квантове оновлення може бути використане як можливість для очищення та покращення протоколу в інших напрямках. Ми бачимо це у ініціативі Lean Ethereum: вирішуючи завдання квантової безпеки, вони також спрощують архітектуру, знижують вимоги до вузлів і покращують масштабованість. Це шанс рефакторувати системи, які стали складними. Подібним чином, впровадження нової криптографії може відкрити нові особливості. Наприклад, деякі схеми на основі решіток мають приємні властивості: ви можете здійснювати підписи, які легше об'єднуються (об'єднання кількох підписів в один), або використовувати докази з нульовим розголошенням нативно. Квантово-стійка криптографія може відкрити поліпшену конфіденційність або можливості смарт-контрактів, які були недосяжні з ECDSA. В суті, реакція на загрозу може привести до інновацій, що залишать мережу міцнішою і більш універсальною, ніж до цього.
Є також перевага координації: виконуючи це заздалегідь, коли немає тиску, ви можете продумано розробити механізми міграції. Учасники (біржі, постачальники гаманців, зберігачі) можуть бути залучені, а користувачі можуть бути навчені та отримати інструменти заздалегідь. Цей обдуманий підхід протиставляється гіпотетичній поспішності після атаки, де хаос і плутанина будуть панувати. Як зазначають деякі в галузі, не діяти, поки не станеться катастрофа, є найгіршим сценарієм – це може зруйнувати довіру за одну ніч. Тому, хоча оновлення має свою вартість (яку ми розглянемо), перевага в основному стосується запобігання значно більшої вартості надалі.
Компроміси та витрати
Компроміси в переході до пост-квантових алгоритмів в основному обертаються навколо продуктивності, ефективності й складності. Сучасні алгоритми PQC просто більш «важкі» ніж ті, які ми використовуємо зараз, у кількох аспектах:
-
Більші ключі та підписи: Сьогоднішня транзакція в Bitcoin чи Ethereum може мати підпис розміром ~64 байт. Пост-квантовий підпис, такий як Dilithium, має розмір у кілька кілобайтів. Це означає, що транзакції стають більш громіздкими. Блоки можуть містити менше їх, якщо не збільшуються розміри блоків або обмеження газа (що має свої власні наслідки для розповсюдження та зберігання). Якщо Ethereum прийняв би підписи розміром 2.3 кБ, наприклад, це було би приблизно 30–50-кратне збільшення розміру підпису, що перекладається в більші блоки або менше транзакцій на блок. Це впливає на простір блоку та збори – користувачі можуть заплатити більше за додаткові байти, або ж мережа може збільшити ємність і напружити вузли ще більше. Схожим чином, публічні ключі можуть бути більшими (хоча деякі схеми, такі як Dilithium, мають публічні ключі, що не набагато більші за 33 байти ECDSA; це змінюється).
-
Більше навантаження на обчислення: Пост-квантові алгоритми зазвичай вимагають більше обчислень. Перевірка підпису на основі решіток, наприклад, включає багато операцій з матрицями та кроків рандомізації. Підписи на основі хешу включають обчислення багатьох хеш-функцій. Ці речі можуть бути оптимізовані (фактично дослідження активно працюють над їх прискоренням), але наразі блокчейн-вузол може перевіряти лише кілька сотень підписів ECDSA в секунду легко, тоді як перевірка тієї самої кількості підписів PQ може штовхати сучасне обладнання до його меж. Дослідження Ethereum свідчить, що з деякою оптимізацією перевірка підпису на основі решіток може бути приведена до 2-3 разів вартості ECDSA, що було би керованим уповільненням. Але все одно є збільшення, що означає, що вузли повинні виконувати більше роботи, а блок-продуценти вимагають більш потужного обладнання, щоб не відставати. У блокчейнах з високою пропускною здатністю це особливо важливо — якщо ви прагнете до тисяч транзакцій на секунду, важча криптографія може стати вузьким місцем.
-
Зберігання та пропускна здатність: Більше даних означає, що вузлам потрібна більша ємність збереження та пропускна здатність для завантаження блоків. Розмір блокчейну буде рости швидше. З роками це може привести до того, що менше людей буде запускати повні вузли, поки не будуть прийняті рішення, такі як обрізка або термін зберігання стану. Є пом'якшення: такі техніки як агрегація підписів (об'єднання багатьох підписів в один) можуть полегшити роздування. Ethereum вже досліджує агрегацію підписів BLS для свого консенсусу; схожа методика могла би бути застосована до транзакцій при використанні сумісної схеми. Також, перенесення деякої перевірки підписів на рівень 2 або за межі основного ланцюга і лише подання доказів на основному ланцюзі це ще один варіант (наприклад, маючи ролапи, що обробляють важку криптографію, і постять доказ на рівень 1).
-
Розгляди зручності використання: Деякі пост-квантові схеми є станними (як XMSS або підписи Меркля), що означає, що потрібно бути обережним, щоб не використовувати їх занадто багато разів. Це головний біль для користувачів та розробників — з чим IOTA спочатку мала проблеми. Таким чином, компроміс може додати більше складнощів до управління гаманцем. Добре, що вибори NIST (Dilithium, Falcon тощо) є безстаневими, тому вони поводяться більше як поточні підписи (немає проблеми з повторним використанням). Але якщо блокчейн вирішив би впровадити щось на зразок XMSS для його сильної безпекової гарантії, йому би довелося мати справу з одноразовими ключами та цією складністю для користувачів.
-
Економічні стимули та координація: Менш відчутний компроміс у тому, що не всі бачитимуть негайну користь від оновлення, тоді як витрати (як більші збори або повільніше оброблення) відчуваються одразу. Це може викликати проблеми з координацією. Якби, наприклад, Ethereum запропонував «квантово-стійкі адреси» як опцію, деякі користувачі могли б їх уникати, оскільки вони більші/дорожчі, відсуваючи проблему на потім. Це може залишити частини мережі захищеними, а інші — ні. Це компроміс між безпекою і ефективністю, що може створити розділене середовище якщо прийняття буде нерівномірним. Наприклад, багаті особи або біржі можуть рано переймати квантово-безпечні адреси (особливо якщо є стимули або знижки на збори для цього), у той час як інші пройшли традиційним шляхом, поки їх не змусить обставини. У цей період «традиційні» адреси могли би стати слабкими місцями - і квантовий нападник міг би зосередитися на них. Ви закінчуєте з нерівномірним безпековим ландшафтом: деякі монети ультра-захищені, інші — крихкотілі. Це роздрібнення саме по собі створює ризик, оскільки можеб підірвати довіру, якщо частина користувачів постраждає від квантових крадіжок, тоді як іншим все добре.
Ризики та виклики
Процес оновлення до квантово-захищеної криптографії має кілька ризиків:
- Управління та соціальні ризики: Підштовхування великих змін може викликати розколи в спільноті. Ми вже бачили, як спільноти блокчейнів розділялися через менше значущі питання (дебати щодо розміру блоків, відкати смарт-контрактів тощо). Теоретично, спірне квантове оновлення може призвести до створення форку, з одним табором, що наполягає на `
(Продовження тексту необхідно, оскільки контент був перерваний).Sure, here is the translation:
оновлення і інші відмовляються відмовитися від класичного крипто. Якщо це станеться, це буде хаотично – яка ланцюг є «реальним» Bitcoin чи Ethereum? Чи переможе оновлений чи значення розділиться? Зловмисники навіть можуть скористатися плутаниною. Уникнення цього вимагає одноголосного погодження чи дуже ретельного планування та комунікації. Перевагою Ethereum є те, що його спільнота зазвичай є технологічно просунутою і, ймовірно, об'єднається навколо розумного оновлення, якщо необхідність очевидна. Ризик розпаду Bitcoin може бути вищим через сильне почуття «не змінюйте те, що не зламано», доки це абсолютно не потрібно.
2. Нові технічні помилки: Запровадження нової криптографії та протоколів викликає можливість помилок реалізації. Самі криптографічні алгоритми можуть бути безпечними, але спосіб їх інтеграції може мати недоліки. Ми бачили це історично: ранні реалізації нової криптографії (навіть претендентів постквантових) іноді мали витоки каналів або помилки пам'яті. У блокчейні помилка у перевірці підписів або розборі адрес може бути катастрофічною (уявіть, якщо хтось знайшов спосіб підробити PQ підпис через помилку у програмному забезпеченні – це може призвести до крадіжки або проблем з консенсусом у ланцюзі). Ретельне тестування, аудити та, можливо, поетапний запуск (починаючи з тестових мереж, потім опційно на основній мережі тощо) є важливими для зменшення ризиків.
3. Алгоритмічна невизначеність: Хоча алгоритми PQC, вибрані NIST, пройшли багато перевірок, це не виключає можливості виявлення деяких слабкостей у майбутньому. Історія криптографії повна алгоритмів, які певний час довірялися, а потім були зламані (наприклад, певні решітчасті схеми або багатозмінні схеми потрапили під вплив передової математики або навіть покращень методом грубої сили). Якщо блокчейн ставиться до одного алгоритму, який виявиться ненадійним, вам доведеться знову змінювати курс. Саме тому експерти радять використовувати криптографічну різноманітність – не ставити всі яйця в один кошик. Концепція гнучкості Ethereum і підтримка кількох алгоритмів може зменшити цей ризик. Але використання кількох алгоритмів також означає більше коду та складності, що само по собі є ризиком. Це складний баланс.
4. Часткові заходи проти комплексних рішень: Деякі тимчасові рішення (наприклад, «квантові сховища» або обгорткові ключі в квантово-безпечні шари) можуть дати оману безпеки, якщо люди припускають, що проблема вирішена, коли вона не є системною. Наприклад, зберігач може захистити свій великий холодний гаманець за допомогою квантово-безпечної схеми, але мережа в цілому все ще на старому крипто. Це нормально – це захищає того зберігача – але якщо спостерігачі подумають «о, Bitcoin тепер справляється з квантовими ризиками», це може затримати необхідні ширші дії. Також ці рішення на рівні користувача можуть створити розшарування щодо безпеки, як згадувалося. Це ризикує залишити менших гравців незахищеними, що є етично та практично проблемою.
5. Час та самовдоволення: Можливо, найбільший ризик – це час. Почніться занадто рано, і ви потрапите в складності та витрати, можливо, непотрібно (якщо великомасштабні квантові комп’ютери займатимуть ще 20+ років, був час, щоб дозволити технології вдосконалюватися). Але якщо почати занадто пізно, тоді, очевидно, виникає проблема. Є також сценарій прихованого прогресу в квантовій техніці – що, якщо уряд або корпорація досягають прориву потай? Криптоспільнота може не знати про це, поки адреси раптом не почнуть спустошуватися. Це найжахливіший сценарій, адже час реакції буде близьким до нуля. Це малоймовірно (більшість вважає, що прогрес квантових технологій буде видимий через академічні та індустріальні віхи), але не виключено. Ця невпевненість спричиняє деяких до advocacy за оновлення раніше, ніж пізніше. Але суспільству важко продати таке, коли загроза все ще здається абстрактною багатьом. Можна сказати, єшість *виклик у комунікації*: як донести терміновість квантового ризику, не викликаючи необґрунтованого страху чи відштовхування людей від крипто? Це має бути представлено як вирішувана, активна інженерна проблема – саме так до неї ставиться Ethereum.
При зважуванні всього цього, очевидно, немає простих відповідей, але стратегія Ethereum намагається максимізувати переваги та мінімізувати ризики, роблячи все поступово і технічно відкритим чином. Вони не ставлять все на одну срібну кулю, а на комбінацію (спрощення системи, додавання PQC, використання ZK-доказів тощо). Такий багатогранний підхід може дещо зменшити компроміси (наприклад, якщо ZK-докази зменшать навантаження, вони можуть компенсувати важчі підписи). Це також розширює перехід на роки, що може зменшити шок. Навпаки, якщо настане криза, Bitcoin може бути змушений зробити швидкий, важкий компроміс (наприклад, "всі повинні перейти за наступні 6 місяців, інакше ваші монети згорять") – ефективно, якщо це спрацює, але соціально тесо технічно екстремально.
Тепер, припускаючи, що ці оновлення пройшли успішно, що тепер? Давайте розглянемо, що значить квантово-захищений Ethereum (та криптоіндустрія) для різних учасників та екосистеми в цілому.
## Довгострокові наслідки для користувачів, розробників та криптоіндустрії
Якщо Ethereum та інші блокчейни переживуть квантово-безпечний перехід добре, довгострокова перспектива для криптоекосистеми залишається сильною — можливо, навіть сильнішою, ніж раніше. Ось кілька ключових наслідків для різних зацікавлених сторін:
### Для щоденних користувачів та обладателей
Ідеальний результат полягає в тому, щоб користувачі відчули квантове оновлення як незначну подію в своєму повсякденному використанні. Можуть з'явитися нові формати адрес або трохи вищі транзакційні збори через більші транзакції, але в іншому користувачі продовжують здійснювати транзакції, як зазвичай. Досягнення такої плавності потребує багато зусиль: програмне забезпечення гаманців повинно обробляти нову криптографію без необхідності виконання користувачем складних кроків. У випадку з Ethereum абстракція акаунтів може дозволити гаманцю управляти кількома типами ключів, так що користувачу не потрібно думати про те, чи використовує він ключ ECDSA або ключ Dilithium — це просто «працює». Можливо, користувачів нарешті запросять перенести кошти на нову адресу (як одноразове оновлення безпеки), але з ясними інструкціями та, можливо, інструментами, які автоматизують більшість процесу, процес може бути дружнім до користувача. Подумайте про це, як про період, коли HTTPS стало нормою на сайтах — під капотом відбулося велике криптооновлення (симетричні ключі стали довшими, сертифікати стали сильнішими), але користувачі просто побачили значок з амбарним замком у своєму браузері та, можливо, мали оновити деяке програмне забезпечення.
Одна порада, яка вже обговорюється для власників криптовалют, — практикувати добру "гігієну ключів" перед тим, як квантові технології будуть реалізовані. Це включає такі речі, як уникнення повторного використання адрес — не використовуйте ту саму адресу для тисяч транзакцій; періодично генеруйте нові, щоб ваш публічний ключ не був постійно відкритим. Також повернення ключів – переміщення коштів на нові адреси кожні кілька років (що імпліцитно означає нові ключі) могло б зменшити деякий ризик, оскільки стара адреса, яка не використовувалася протягом багатьох років з відкритим ключем, більш вразлива, ніж недавно створена. Кошельки з підписом від декількох користувачів є також захистом; навіть якщо один ключ буде зламаний, зловмисник потребуватиме інших для переміщення коштів. І, звичайно, холодне зберігання (зберігання монет за адресами, чиї ключі ніколи не торкалися онлайн-пристрою) залишається рекомендованою практикою; публічні ключі цих монет не розкриваються, доки ви не здійсните транзакцію, що не дає квантовим противникам ніякої мети, поки ви не вирішите їх перемістити. Це міри, які користувачі можуть вжити вже зараз, і багато хто вже застосовує їх як елементарну безпеку. Вони також добре узгоджуються зі зменшенням квантового впливу. У довгостроковій перспективі, після оновлень, користувачам, можливо, не потрібно буде так сильно хвилюватися про це, але це корисна звичка в будь-якому випадку.
Якщо індустрія погано впорається з цим, користувачі можуть стикнутися з більш драматичними наслідками: наприклад, необхідністю вручну переконвертувати всі свої активи в нові формати під тиском часу або навіть втратою коштів, якщо закінчаться терміни. Але, враховуючи усвідомлення того, що ми бачимо, ймовірно, що будуть достатні попередження та періоди відстрочки. Одним з позитивних наслідків є те, що користувачі можуть стати більш обізнаними про криптографію, яка стоїть за їхніми активами. Обговорення квантових технологій може стимулювати ширше публічне знання про те, як насправді працює крипта. Ми вже бачили трохи цього, коли спільнота дізналася про різні схеми підпису та типи адрес; квант, ймовірно, аналогічно підштовхне людей вивчати решітчасту криптографію або чому одна адреса безпечніша за іншу. Така демістифікація може бути надихаючою і зменшувати залежність від кількох експертів.
### Для розробників та інженерів протоколів
Для розробників – як тих, хто працює над основними протоколами, так і тих, що створюють додатки – квантово-стійке майбутнє означає нові інструменти та нові парадигми. Основні розробники повинні будуть майстерно впроваджувати та оптимізувати постквантові алгоритми. Ми можемо побачити зростання попиту на криптографічних експертів у блокчейн-просторі (це вже тенденція). Бібліотеки, які опрацьовують підписи, генерацію ключів, хешування і т.д., будуть перероблені, тому розробники, що підтримують клієнти блокчейну або пишуть смарт-контракти, що перевіряють підписи (наприклад, складні контракти, які здійснюють мультипідпис чи користувацькі криптові речі), повинні будуть змінити свій код.
Одним з великих наслідків є важливість криптографічної гнучкості в дизайні систем, про що ми вже згадували. Розробники, ймовірно, проектуватимуть системи з урахуванням можливості оновлення криптографії. Це може означати проектування смарт-контрактів або протоколів, які не є жорстко прив'язаними до одного алгоритму. Це зміщення мислення від "ECDSA всюди" до "можливо, цього року схему є X, але можливо ми можемо використовувати Y пізніше". Ми вже спостерігаємо часткове це: наприклад, перенесення Ethereum до абстракції акаунта може дозволити розробникам вказувати альтернативну логіку перевірки для транзакцій (скажімо, гаманець для смарт-контрактів може вимагати підпису Dilithium замість підпису ECDSA). Така гнучкість буде безцінною і, ймовірно, стане найкращою практикою в нових дизайнах блокчейну.
Для розробників додатків (наприклад, тих, що створюють децентралізовані додатки або сервіси), зміни можуть бути незначними. Вони можуть покладатися на основні блокчейн або гаманцеві бібліотеки для обробки крипто деталей. Але вони повинні знати про такі речі, як зміна розміру транзакцій (можливо.
Note: Markdown links were skipped for translation as per your request.Skip translation for markdown links.
Адаптація газових лімітів у їхніх додатках) і потенційно навіть нових типів транзакцій або опкодів. Документація та освіта потребуватимуть оновлення. З позитивного боку, як тільки важкі роботи завершені на рівні протоколу, розробники додатків отримують більш безпечну основу з відносно невеликими додатковими зусиллями.
Іншим наслідком є тестові та розробничі середовища: ми, ймовірно, побачимо тестові мережі, присвячені постквантовій криптографії (деякі вже існують), де розробники можуть експериментувати з PQ транзакціями. Ознайомлення з ними заздалегідь зробить перехід більш гладким. Інструменти для розробників (як, наприклад, апаратні гаманці) також будуть розвиватися – багато апаратних гаманців використовують мікросхеми з елементами безпеки, оптимізовані для певних алгоритмів. Їх потрібно буде покращити для підтримки PQC, або можуть з'явитися нові пристрої. Це і виклик, і можливість для індустрії криптовалютного обладнання.
Для валідаторів і операторів вузлів
Валідатори (у системах PoS, таких як Ethereum) та майнери (у системах PoW, таких як Bitcoin, хоча майнінг може бути менш актуальним у PQ майбутньому, оскільки PoW сам може зіткнутися з проблемами) повинні будуть відповідати новим вимогам. Програмне забезпечення для вузлів може стати більш вимогливим – потребувати більшої потужності процесора або навіть спеціалізованого обладнання для ефективної обробки постквантової криптографії. Це може призвести до централізації, якщо не керувати (наприклад, якщо тільки ті, хто може собі дозволити сервер високого класу або певний прискорювач, можуть валідувати на потрібній швидкості). Проте, зусилля як Ethereum зі спрощення та зменшення накладних витрат в інших сферах прагнуть це компенсувати. Це балансування: ви не хочете змінювати один вектор централізації (вразливість до квантових обчислень) на інший (лише великі гравці можуть запускати вузли через високі вимоги).
У довгостроковій перспективі ми можемо побачити, що апаратне прискорення стане звичним. Як деякі майнери сьогодні використовують ASIC для хешування, можливо, валідатори використовуватимуть обладнання, яке прискорює обчислення на решітках або генерування підписів на основі хешів. Як тільки вони стануть масово вироблятися, вартість повинна знизитися, і вони можуть бути навіть інтегровані в споживчі пристрої. RISC-V, про який ми говорили, може відіграти роль, якщо до нього будуть додані спеціальні криптографічні інструкції, які кожен може використовувати дешево. Це може насправді демократизувати доступ до безпечної криптографії, якщо це зробити правильно – уявіть, що кожен ноутбук має вбудований квантово-безпечний криптомодуль, який є відкритим і стандартизованим.
Іншим наслідком для валідаторів є складність протоколу в консенсусі. Якщо враховуються надзвичайні сценарії (як-от швидке оновлення у випадку виявлення квантової атаки), валідатори можуть швидко адаптуватися. Можуть з'явитися нові правила консенсусу, такі як "якщо ми бачимо, що відбувається X (наприклад, багато недійсних підписів), робіть Y". Такі види непередбачуваних ситуацій можуть бути прописані в протоколах або принаймні заплановані (деякі пропонують мати механізм хардфорку "червона кнопка", якщо квантовий рух швидше, ніж очікувалося). Валідатори як група повинні мати хороші канали комунікації для координації в таких випадках, що передбачає більш активне управління. Це трохи парадоксально: загроза квантового обчислення може змусити ще більше соціальної координації в мережах, відомих своєю децентралізацією. Але наявність цього клапана безпеки може бути важливим.
Для широкого криптовалютного індустрії та екосистеми
На рівні всієї індустрії перехід до квантової безпеки може сприяти більшій співпраці та стандартизації, ніж ми бачили в конкурентному криптовалютному просторі. Альянси, такі як CQRA, демонструють, як проекти працюють разом над загальною проблемою. Ми можемо побачити крос-чейн стандарти (наприклад, угоду про спільний формат адрес, стійких до квантових обчислень, або універсальний спосіб кодування нових ключів в гаманцях), щоб біржі та багатомережеві гаманці могли реалізувати один раз і підтримати багато мереж. Цей тип співпраці зміцнює індустрію загалом і створює прецеденти для колективного вирішення інших великих викликів.
Є також геополітичний/регуляторний вимір. Уряди та регулятори, які здебільшого були стурбовані криптовалютою у плані фінансової стабільності та відповідності, можуть почати звертати увагу на інфраструктуру безпеки, коли квантові обчислення будуть ближчими. Деякі уряди можуть навіть вимагати, щоб фінансові установи (і можливо, в результаті, блокчейн-мережі, які вони використовують) впровадили криптографію, стійку до квантових обчислень, до певної дати, аналогічно до того, як оновлюються деякі стандарти в банківській сфері. Наприклад, якщо до 2030 року США або ЄС заявлять, що "всі хранителі цифрових активів повинні використовувати PQC в управлінні ключами", це прискорить впровадження в криптовалютах теж. Розумні політичні діячі можуть заохочувати галузь до оновлень до того, як настануть кризи. Є прецедент: такі агентства, як NIST, уже надають рекомендації, а навіть оборонні департаменти вивчають безпеку блокчейнів для своїх потреб.
Економічно квантово-стійка криптовалютна індустрія може відкрити двері для нових інвестицій з боку суб’єктів, які вагалися. Деякі інституційні інвестори називають технологічний ризик (зокрема, квантовий) причиною обережності з криптографією. Якщо, наприклад, Ethereum може сказати "ми впровадили квантово-безпечну криптографію за стандартами NIST", це знімає потенційне заперечення та сигналізує про зрілість. Навпаки, якщо вважатимуть, що індустрія ігнорує загрозу, це може відлякати деякий обачний капітал.
Можна також уявити нові продукти та послуги: рішення для безпеки зберігання квантів (деякі стартапи вже знаходяться в цій сфері, пропонуючи "квантові сховища" з гібридною криптографією), страхові продукти щодо квантових ризиків та консалтингові фірми, що спеціалізуються на модернізації блокчейн-систем. У майбутньому може процвітати цілий міні-сектор "послуг блокчейну післяквантової ери".
Нарешті в довгій історичній перспективі, якщо криптовалюти успішно перейдуть через квантовий перехід, це стане доказом їх стійкості. Скептики часто кажуть: "Як щодо квантових обчислень? Хіба це не вб'є крипто?" Відповідь може бути такою: ні, ми адаптувалися і стали ще сильнішими. Насправді мережі можуть стати більш децентралізованими (через легші вузли з такими технологіями, як DAS), більш масштабованими (якщо будуть реалізовані докази з нульовим знанням та інші покращення ефективності) та безпечнішими, ніж будь-коли. Це підкріпить ідею, що блокчейни, як живі організми, можуть еволюціонувати у відповідь на загрози і продовжувати забезпечувати передачу вартості, що мінімізує ризик цензури та довіри в нових епохах технологій.
На завершення, прагнення Ethereum до спрощеного, квантово-безпечного дизайну, є прикладом проактивного та інноваційного духу, необхідного для подолання цього виклику. Прихід квантових обчислень не обов’язково повинен бути кризою для криптовалют – це може стати точкою вигину, яка спонукає екосистему до кращої інженерії та ширшої співпраці. Інвестуючи в рішення зараз, Ethereum та його партнери прагнуть забезпечити, щоб децентралізовані фінанси та цифрові активи залишалися стійкими до найбільш потужних комп’ютерів завтрашнього дня. Шлях до квантової безпеки вимагатиме ретельної навігації компромісами та колективних зусиль, однак кінцевий пункт призначення – криптосвіт, захищений в епоху квантових обчислень – вартий цієї подорожі.
Висновок: Приймати квантово-безпечне майбутнє
Привид квантових обчислень, який колись був далекою теорією, швидко стає відчутною реальністю для блокчейн-індустрії. Але загальне повідомлення від підходу Ethereum і ширшої криптореакції є оптимістичним, а не приреченим. Так, квантові комп’ютери можуть перевернути наші безпекові припущення, на які ми покладаємося, – але у нас є інструменти та час, якщо користуватися ними мудро, щоб запобігти найгіршому сценарію. Поточні прогнози свідчать, що у нас, ймовірно, є порядку 5–10 років, перш ніж квантові машини стануть досить потужними, щоб серйозно загрожувати поширеній криптографії. Це дорогоцінний проміжок часу для підготовки. Це означає, що спільнота може методично тестувати постквантові рішення, будувати консенсус навколо оновлень і виконувати їх з обережністю. У випадку з Ethereum розробники вже сприймають цей термін як, по суті, крайню дату для забезпечення квантового опору.
Одним із ключових уроків є важливість не покладатися на жодне окреме рішення. шляхом диверсифікації криптографічних захистів – використовуючи суміш схем на базі решіток, технік на основі хешу та всього іншого, що виглядає солідно – блокчейн може створити багатошаровий щит. Якщо один алгоритм спотикнеться, інший постане. Ця концепція криптографічного різноманіття може стати нормою. Майбутні блокчейни можуть одночасно використовувати кілька типів підписів або дозволити користувачам вибирати алгоритм, роблячи всю систему більш стійкою. Це нагадує, як природа цінує біорізноманіття за стійкість; криптоекосистема може аналогічним чином уникати монокультурності в криптографії.
Там також є світла сторона: поштовх до квантової безпеки спонукає до інновацій, які приносять побічні переваги. Технології для захисту конфіденційності, покращення ефективності та нові можливості смарт-контрактів розвиваються на основі тих самих досліджень, які протидіють квантовим загрозам. Наприклад, докази з нульовим знанням і криптографія на базі решіток не тільки захищають від квантових атак, але й відкривають двері до більш масштабованих і приватних транзакцій. У цьому сенсі "квантовий страх" виступає каталізатором позитивних еволюцій у протоколах блокчейну. Ми можемо отримати мережі, які не лише безпечніші, але й швидші та більш функціонально багаті, ніж ті, які маємо зараз.
Перехід до квантово-безпечної криптографії, швидше за все, стане визначальною главою в історії зрілості блокчейну. Вона випробує структури управління – чи можуть децентралізовані спільноти діяти в своїх довгострокових інтересах, попри короткострокові незручності? Вона випробує співпрацю між проектами – чи можуть конкуренти координуватися зі стандартами заради загального блага безпеки? І чи випробує довіру користувачів – чи залишаться користувачі на платформах під час цих змін, розуміючи, що вони для загального блага? Якщо відповіді будуть так, успішна навігація через квантову загрозу може закріпити впевненість у децентралізованих технологіях на десятиліття вперед.
Ранні та щирі зусилля Ethereum пропонують шаблон: визнати загрозу на ранньому етапі, використовувати експертні дослідження (такі як робота NIST), залучатиСпільнота в плануванні, і інтеграція рішень у дорожню карту до того, як настане криза. Bitcoin та інші кожен прокладатимуть свій власний шлях, але кінцева мета спільна – забезпечити, щоб основна обіцянка криптовалюти, без довіри та цензури, могла передачі цінностей, залишалася в епоху квантових технологій. Робота, що виконується зараз, по суті є гарантією того, що ця обіцянка залишатиметься дійсною незалежно від можливостей комп’ютерів майбутнього.
На завершення, хоча квантові обчислення становлять реальний виклик, це той, з яким світ криптовалют все більше готовий зустрітися віч-на-віч. Завдяки прагматичній інженерії, відкритому діалогу та своєчасним діям, блокчейн може вийти на інший бік квантового переходу не тільки неушкодженим, але й зміцнілим, подолавши ще одну «неможливу» проблему. Історія про прагнення до оптимізації Ethereum та квантово-безпечної ініціативи врешті-решт про стійкість та передбачливість. Це нагадування про те, що децентралізація не є статичним ідеалом, а живою системою, яка може адаптуватися до загроз і продовжувати безпечно обслуговувати своїх користувачів. Коли ми просуваємося в цей новий рубіж, криптовалютна індустрія демонструє, що вона дійсно може прийняти майбутнє без страху, перетворюючи передову криптографію та колективні зусилля на основу квантово-безпечного фінансового світу.