Джозеф Габриэль Маттиа III, операционный директор Quantus: «Пять блокировок не помогут, если все они используют один и тот же уязвимый механизм» — почему мультиподпись не защитит вас от квантовых атак
Коротко
Квантовые вычисления могут взломать сегодняшнюю систему криптобезопасности к концу 2020-х годов, что делает необходимым переход на постквантовые технологии, аудит и создание надежных кошельков.
Криптографические основы интернета были созданы для мира, которого больше не существует — или, скорее, для мира, время которого незаметно истекает. День Q, момент, когда квантовый компьютер станет достаточно мощным, чтобы взломать современное шифрование с открытым ключом, больше не является теоретическим горизонтом. По мнению многих ветеранов криптографии, это проблема конца 2020-х годов. Это ближе, чем предполагают большинство институциональных планов, и гораздо ближе, чем ожидалось среднестатистическому пользователю криптовалют.
Жозеф Габриэль Маттиа III, Операционный директор Квант — Компания, интегрирующая постквантовую криптографию в инфраструктуру аппаратных кошельков, — размышляет над тем, как этот переход будет выглядеть на уровне протокола, на уровне хранения и на уровне обычного держателя, который узнал все необходимое о безопасности из устройства аппаратного кошелька. Его ответы менее обнадеживают, чем предполагает текущая ситуация в отрасли. Административный ключ стейблкоина беспокоит его больше, чем кошелек Сатоши. Мультиподпись, утверждает он, не обеспечивает существенного сопротивления квантовому злоумышленнику — только дополнительные замки того же типа. И каждый крупный криптоактив, отслеживаемый migration.fail, публичным инструментом отслеживания готовности, в настоящее время указан как уязвимый на уровне подписи.
Далее следует разговор об угрозе, которую большая часть отрасли пока не воспринимает достаточно серьезно, почему ожидание подтверждения концепции может быть уже слишком поздно, и как на самом деле должна выглядеть квантовая готовность — не как маркетинговый ярлык, а как нечто проверяемое, поддающееся аудиту и встроенное в систему по умолчанию.
Когда, по вашим оценкам, наступит «День Q» — порог, при котором квантовый компьютер сможет взломать современную криптографию с открытым ключом? Какие системы, данные, активы, протоколы или инфраструктура станут первыми целями злоумышленников? Почему?
Вероятнее всего, это произойдет где-то в конце 2020-х годов. Точный год до сих пор является предметом споров, но многие ветераны криптографии считают, что это случится в течение следующих четырех лет.
Что касается первых целей, я не ожидаю, что биткоин Сатоши окажется в их числе, хотя именно об этом обычно думают люди.
Если бы у противника была такая возможность, то, нацелившись на что-то видимое, он бы объявил об этом всему миру и уничтожил бы огромное стратегическое преимущество. Вероятно, он сосредоточился бы на ключевых объектах, которые дают ему наибольший контроль или ценность, привлекая при этом как можно меньше внимания.
В криптовалюте меня бы больше беспокоил административный ключ крупного стейблкоина. Компрометированный ключ может повлиять на всю экосистему, что делает его гораздо более уязвимой целью, чем любой отдельный кошелек.
А если говорить не только о криптовалютах, я бы обратил внимание на секретные правительственные коммуникации, военные сети и разведывательные системы, где взлом криптографии с открытым ключом может привести к утечке крайне конфиденциальных данных.
Сегодня многие проекты заявляют о «квантовоустойчивости», однако без единого, поддающегося проверке контрольного списка такие утверждения невозможно подтвердить. На ваш взгляд, что представляет собой минимальный порог квантовой готовности?
Для меня минимальный порог — это способность проекта точно показать, где в его стеке все еще существует криптография, уязвимая для квантовых вычислений. Использование механизма авторизации, устойчивого к постквантовым технологиям, — это хорошее начало, но это не делает всю сеть готовой к квантовым вычислениям.
Авторизация транзакций должна основываться на признанном постквантовом механизме защиты, и проект должен публично задокументировать, что защищает его P2P-соединения, консенсус, системы с нулевым разглашением, уровень конфиденциальности, мосты и любую другую критическую инфраструктуру.
Также необходимо четко различать то, что уже реализовано сегодня, и то, что находится лишь на стадии разработки.
Самое важное, что эти заявления должны быть поддающимися проверке. Любой должен иметь возможность увидеть, какие алгоритмы и наборы параметров используются, проверить реализацию и убедиться, что безопасность не основана на непрозрачной или непроверяемой схеме, или на маркетинговой уловке.
Если вы не можете указать на точную криптографическую защиту каждой критически важной части системы, то, на мой взгляд, понятие «квантово-готовность» мало что значит.
Кто должен нести ответственность за разработку единых, поддающихся проверке критериев готовности к квантовым вычислениям? Что должно в них содержаться?
Я бы оставил NIST в качестве отправной точки для самой криптографии. Их постквантовый процесс привлек исследователей со всего мира, что затруднило влияние на результат со стороны какого-либо правительства или компании.
Для блокчейнов следующий уровень должен быть создан командами разработчиков протокола, работающими в открытом режиме, с возможностью для исследователей и аудиторов тщательно проверять проектирование и его результаты.
Критерии должны отражать то, как сеть функционирует сегодня. Это начинается с криптографии, используемой для авторизации транзакций, и с того, является ли постквантовая защита защитой по умолчанию. Любая оставшаяся зависимость от уязвимых подписей должна быть четко раскрыта.
Миграция также должна быть частью этой картины, поскольку сеть может поддерживать постквантовые ключи, в то время как большинство ее пользователей по-прежнему используют старые ключи.
Аппаратные кошельки защищают ключи от физической кражи, но не от квантовых атак на открытые ключи. Как оценить осведомленность современных пользователей об этом различии? Существует ли сегодня безопасная модель хранения данных, доступная среднему пользователю, или отрасли необходима новая парадигма кошельков?
До сих пор существует большое заблуждение относительно того, от чего защищает аппаратный кошелек. Он изолирует ваш закрытый ключ от ноутбука или телефона, что чрезвычайно полезно. Но квантовому злоумышленнику не нужно будет прикасаться к устройству. Как только уязвимый открытый ключ будет раскрыт, квантовый злоумышленник сможет напрямую атаковать криптографию, не прикасаясь к аппаратному кошельку.
Это не делает аппаратные кошельки устаревшими. Мы уже интегрировали поддержку постквантовых технологий в Keystone для Quantus, поэтому аппаратная модель может развиваться. Ограничение заключается в том, что кошелек не может самостоятельно сделать Bitcoin или Ethereum постквантовыми — базовая сеть также должна поддерживать новые подписи.
Более совершенная модель по умолчанию включает в себя постквантовую защиту как в сам кошелек, так и в сеть. Пользователям не нужно будет знать, когда лежащая в их основе криптография устаревает.
Схемы с использованием мультиподписи увеличивают сложность атак только линейно, а не экспоненциально. Означает ли это, что институциональные архитектуры хранения ценных бумаг, построенные на основе мультиподписи, создают ложное чувство безопасности?
Мультиподпись по-прежнему чрезвычайно полезна, и я бы не хотел, чтобы учреждения от нее отказывались. Она защищает от угроз, с которыми сегодня сталкиваются системы хранения данных, таких как кража одного ключа или компрометация одного подписанта.
Опасность возникает, когда люди начинают рассматривать больше ключей как защиту от квантовых атак. Система из 3 из 5 ключей, построенная исключительно на одной и той же уязвимой схеме подписи, по-прежнему имеет ту же самую уязвимость. Квантовому злоумышленнику может потребоваться восстановить несколько ключей, но каждый раз он будет решать одну и ту же проблему. Пять замков мало чем помогут, если все они используют один и тот же уязвимый механизм.
Да, мультиподпись может создать ложное чувство безопасности, если институции будут считать, что избыточность равна устойчивости к квантовым атакам. Лучший путь — сохранить распределенное хранение, но заменить уязвимую авторизацию под ним чем-то, что сможет противостоять квантовому злоумышленнику.
Готовы ли крупные биржи и депозитарии к сценарию, при котором квантовый компьютер сможет за считанные минуты получить закрытый ключ из открытого ключа? А как насчет обычных пользователей?
Большинство крупных бирж хорошо справляются с защитой от известных нам сегодня атак. Я не видел особых доказательств того, что они готовы к атаке, при которой закрытый ключ можно восстановить, не затрагивая их инфраструктуру.
Мы отслеживаем это с помощью migration.fail, общедоступного инструмента оценки готовности, который анализирует, по-прежнему ли основные блокчейн-сети используют криптографию, уязвимую для квантовых атак. В настоящее время все 20 ведущих криптоактивов, которые он охватывает, указаны как уязвимые на уровне подписи.
Серьезный план реагирования должен учитывать, какие операционные ключи могут быть скомпрометированы и как быстро могут быть перемещены средства, как только один из ключей станет подозрительным. Злонамеренная транзакция может выглядеть совершенно законной в блокчейне, что затрудняет оперативное реагирование.
Обычные пользователи отстают еще больше. Большинство узнают о необходимости миграции только тогда, когда об этом сообщит кошелек или биржа, поэтому любой реалистичный план должен предусматривать достаточно простой и безопасный переход.
Почему угроза «сбора урожая сейчас, расшифровки позже» актуальна сегодня — задолго до появления крупномасштабных квантовых компьютеров?
Прежде всего, я хотел бы отделить это от квантовой угрозы для подписей в блокчейне, поскольку их часто объединяют. Транзакция в биткоинах уже публична. Злоумышленнику не нужно ничего записывать сегодня и расшифровывать через десять лет.
Но этого нельзя сказать о банках, правительствах и других учреждениях, чьи зашифрованные данные могут (и, вероятно, будут) оставаться конфиденциальными и через несколько лет. Кто-то может перехватывать этот трафик сегодня и хранить его до тех пор, пока технологии не достигнут необходимого уровня.
Signal, iMessage и Cloudflare уже перевели часть своих систем на постквантовую защиту, и большинство пользователей этого почти не заметили. Вероятно, именно так и должен выглядеть этот переход.
Конфиденциальные данные не должны храниться в уязвимых для квантовых вычислений системах шифрования до тех пор, пока кто-нибудь не докажет, что квантовый компьютер может их взломать. К тому времени годы обработки данных могут уже храниться в чьем-то архиве.
Данные в блокчейне неизменяемы и общедоступны. Можно ли что-нибудь сделать с уже зарегистрированными транзакциями, или эти данные навсегда скомпрометированы?
Записанные данные в блокчейне являются постоянными, но это не означает, что каждая старая транзакция внезапно становится опасной после Q-Day. Большая часть из них и так уже была общедоступна в прозрачной цепочке.
Открытые ключи являются исключением, поскольку в Биткоине уже открыто задокументированы навсегда. Злоумышленнику не нужно сегодня создавать какой-либо закрытый архив или перехватывать что-либо заранее. Спустя годы он сможет вернуться к тому же общедоступному реестру и атаковать любой открытый ключ, который по-прежнему контролирует что-то ценное.
Перевод средств в постквантовые инструменты может снизить ценность старых инвестиций, но не сможет исправить историческую ситуацию.
В случае частных транзакций проблема несколько иная. Данные остаются в блокчейне спустя годы, поэтому, если криптографическая защита в конечном итоге будет взломана, информация, которая была скрыта в тот момент, может стать видимой постфактум.
Какие измеримые и подлежащие исполнению стандарты готовности к квантовым технологиям должна установить отрасль в течение следующих 12-24 месяцев?
Полезным ориентиром может служить то, что сейчас делает правительство США: федеральные агентства обязаны составить карту своих криптографических уязвимостей и назначить конкретных людей ответственными за переход на новые технологии. Для систем, представляющих серьезную ценность, установлены жесткие сроки перехода на постквантовую криптографию, и ведется работа над составлением перечня криптографических компонентов, чтобы упростить отслеживание этих зависимостей.
В ближайшие 12-24 месяца криптоиндустрии необходима своя собственная версия этой дисциплины. Крупные протоколы должны публиковать информацию о том, где всё ещё используется уязвимая криптография, и указывать сроки завершения перехода от неё. Биржи и хранители должны раскрывать информацию о том, какая ценность хранится за устаревшими ключами.
Как только эти данные станут общедоступными, их также смогут использовать системы проверки объявлений и аудита безопасности. Это даст отрасли конкретные показатели для измерения.
В чём заключается главное препятствие на пути внедрения этих стандартов в масштабах всей отрасли? Как отрасли следует решить эту проблему в ближайшей перспективе?
Самая сложная задача — убедить миллионы независимых держателей переместить свои средства, когда нет централизованного механизма, который мог бы переключить любой желающий. Протокол может обеспечить поддержку постквантовых технологий, но монеты, хранящиеся в холодном хранилище годами, всё равно должны быть перемещены их владельцами.
В первую очередь необходимо сосредоточиться на максимально упрощении процесса миграции. Кошельки должны обеспечивать пользователям доступ к более безопасным ключам с минимальными препятствиями, а биржи и депозитарии — процедуры, уже протестированные под нагрузкой. На уровне протокола также необходимо избегать простой замены одной уязвимой системы чем-то, что создаст неприемлемые затраты на пропускную способность, хранение данных или конфиденциальность. Откладывание проектирования этих систем до тех пор, пока угроза не станет действительно серьезной, не оставит места для ошибок.
Неактивные активы еще больше усложняют проблему. Некоторые владельцы никогда не явятся для миграции, поэтому сетям также необходимо решить, как они будут обращаться с уязвимыми монетами, которые останутся.
Условия использования
В соответствии с Руководство трастового проектаОбратите внимание, что информация, представленная на этой странице, не предназначена и не должна интерпретироваться как юридическая, налоговая, инвестиционная, финансовая или любая другая форма консультации. Важно инвестировать только то, что вы можете позволить себе потерять, и обращаться за независимой финансовой консультацией, если у вас есть какие-либо сомнения. Для получения дополнительной информации мы предлагаем обратиться к положениям и условиям, а также к страницам справки и поддержки, предоставленным эмитентом или рекламодателем. MetaversePost стремится предоставлять точную и объективную отчетность, однако рыночные условия могут быть изменены без предварительного уведомления.
Об авторе
Алиса, преданный журналист MPostспециализируется на криптовалютах, искусственном интеллекте, инвестициях и обширной сфере... Web3. Внимательно следя за новыми тенденциями и технологиями, она всесторонне освещает события, информируя и вовлекая читателей в постоянно развивающуюся среду цифровых финансов.
Другие статьи
Алиса, преданный журналист MPostспециализируется на криптовалютах, искусственном интеллекте, инвестициях и обширной сфере... Web3. Внимательно следя за новыми тенденциями и технологиями, она всесторонне освещает события, информируя и вовлекая читателей в постоянно развивающуюся среду цифровых финансов.
