Группа исследователей более чем вдвое снизила оценку вычислительной сложности ключевого этапа будущей квантовой атаки на биткоин и Ethereum по сравнению с эталоном от Google. Об этом сообщает CoinDesk.
В работе участвовали более 100 специалистов и ИИ-агенты.
Оценка снизилась с 3 млрд до 1,5 млрд
Эксперты из Ethereum Foundation, Theta Labs, StarkWare и других организаций разработали квантовую схему для одной из ключевых операций алгоритма Шора. Она использует 1151 логический кубит и около 1,3 млн вентилей Тоффоли.
Авторы сравнивают эти параметры с размером машины и объемом работы: меньшее число кубитов означает более компактный квантовый компьютер, а сокращение количества вентилей — меньший объем вычислений.
Итоговая оценка схемы составила около 1,5 млрд условных единиц — более чем на 50% ниже показателя примерно в 3 млрд, который Google Quantum AI опубликовала в марте. При этом исследователи отмечают, что сравнение не полностью корректно из-за различий в интерфейсах и правилах учета.
Вариант схемы, адаптированный ближе к реальному использованию вычисления в алгоритме Шора, получил показатель около 1,96 млрд.
В оптимизации участвовал ИИ
Исследователи оптимизировали операцию сложения точек на эллиптической кривой, которое многократно выполняется в алгоритме Шора.
Более 100 участников около восьми недель работали над задачей в рамках открытого челленджа ECDSA.Fail, созданного Eigen Labs. За это время они сделали более 400 принятых улучшений, каждое из которых становилось отправной точкой для следующих участников.
В работе активно использовали ИИ-агентов: они помогали писать код, проводить многочисленные тесты и выполнять небольшие оптимизации. Люди преимущественно выбирали направления исследований и вносили более крупные изменения в архитектуру. Авторы при этом не оценивали отдельно вклад людей и ИИ в полученный результат.
Таким образом, прогресс в приближении квантовой атаки может происходить не только за счет создания более мощных компьютеров. Улучшение алгоритмов и программных оптимизаций также способно снизить требования к оборудованию.
До взлома биткоина пока далеко
Исследователи не оптимизировали атаку целиком. Представленная схема охватывает одну из основных вычислительных операций и не включает физическую коррекцию ошибок, полный расчет алгоритма Шора и ряд аппаратных затрат, которые возникнут при запуске на реальном квантовом компьютере.
Поэтому существующие системы не позволяют использовать эти результаты для взлома биткоина или Ethereum.
Более того, расчеты продолжают улучшаться. В исследовании приводится более поздняя конструкция с показателем около 1,26 млрд, а другой вариант позволяет сократить требование до 813 логических кубитов, но за счет существенно большего объема вычислений.
Биткоин и Ethereum используют secp256k1 — криптографическую схему на эллиптических кривых, против которой и направлена рассматриваемая атака. Достаточно мощный отказоустойчивый квантовый компьютер теоретически сможет с помощью алгоритма Шора получить приватный ключ из открытого ключа и подписать транзакцию от имени владельца.
Авторы исследования не считают, что квантовая атака на криптовалюты неизбежно произойдет в ближайшее время. По их оценке, проблема заключается в другом: переход на устойчивую к квантовым атакам криптографию может занять годы, а уже скомпрометированные ключи невозможно защитить задним числом.
Напомним, по оценке IonQ, отказоустойчивому квантовому компьютеру примерно на 20 000 физических кубитов потребуется 26 дней для взлома криптографии на secp256k1.