Joseph Gabriel Mattia III, prevádzkový riaditeľ spoločnosti Quantus: „Päť zámkov nepomôže, ak všetky zdieľajú rovnaký zraniteľný mechanizmus“ – Prečo vás multisig nezachráni pred kvantovými útokmi
Stručne
Kvantové výpočty by mohli prelomiť súčasnú krypto bezpečnosť do konca 2020. storočia, čo by naliehavo vyvolalo postkvantovú migráciu, audity a odolné peňaženky.
Kryptografické základy internetu boli vybudované pre svet, ktorý už neexistuje – alebo skôr pre svet, ktorému sa ticho kráti čas. Deň Q, bod, v ktorom sa kvantový počítač stane dostatočne výkonným na to, aby prelomil moderné šifrovanie s verejným kľúčom, už nie je teoretickým horizontom. Podľa mnohých veteránov v kryptografii je to problém konca 20. rokov 21. storočia. To ho posúva bližšie ako väčšina inštitucionálnych plánov a oveľa bližšie, ako sa priemernému používateľovi kryptomien hovorilo, že očakáva.
Jozef Gabriel Mattia III.COO spoločnosti Kvant – spoločnosť integrujúca postkvantovú kryptografiu do infraštruktúry hardvérových peňaženiek – premýšľala o tom, ako tento prechod v skutočnosti vyzerá na úrovni protokolu, na úrovni úschovy a na úrovni bežného držiteľa, ktorý sa všetko potrebné o bezpečnosti naučil z hardvérovej peňaženky. Jeho odpovede sú menej upokojujúce, než by súčasný stav odvetvia mal naznačovať. Administratívny kľúč stablecoinu ho znepokojuje viac ako Satoshiho peňaženka. Tvrdí, že multisig neponúka žiadny zmysluplný odpor proti kvantovému útočníkovi – len ďalšie zámky rovnakého druhu, ktoré sú pokazené. A každé významné kryptoaktívum sledované verejným sledovačom pripravenosti migration.fail je v súčasnosti uvedené ako zraniteľné na úrovni podpisu.
Nasleduje diskusia o hrozbe, ktorú väčšina odvetvia zatiaľ neberie dostatočne vážne, prečo čakať na dôkaz konceptu už môže byť neskoro a ako by mala kvantová pripravenosť v skutočnosti vyzerať – nie ako marketingové označenie, ale ako niečo overiteľné, auditovateľné a štandardne zabudované do zásobníka.
Kedy odhadujete, že nastane „Q-Day“ – prah, pri ktorom kvantový počítač dokáže prelomiť modernú kryptografiu s verejným kľúčom? Na ktoré systémy, dáta, aktíva, protokoly alebo infraštruktúru by sa protivníci zamerali ako prvé? Prečo?
S najväčšou pravdepodobnosťou niekedy koncom 20. rokov 21. storočia. O presnom roku sa stále diskutuje, ale mnohí veteráni kryptografie veria, že sa tak stane v priebehu nasledujúcich štyroch rokov.
Čo sa týka prvých cieľov, neočakávam, že Satoshiho Bitcoin bude jedným z nich, aj keď práve tam ľudia zvyčajne myslia.
Ak by protivník mal túto schopnosť, zameranie sa na niečo viditeľné by to oznámilo celému svetu a zničilo by obrovskú strategickú výhodu. Pravdepodobne by sa zameral na kľúče, ktoré mu dávajú najväčšiu kontrolu alebo hodnotu a zároveň priťahujú čo najmenšiu pozornosť.
V kryptomenách by ma viac znepokojoval niečo ako administratívny kľúč hlavného stablecoinu. Jeden kompromitovaný kľúč by mohol ovplyvniť celý ekosystém, čo z neho robí oveľa väčší cieľ ako akúkoľvek samostatnú peňaženku.
A mimo kryptomien by som sa zaoberal utajovanou vládnou komunikáciou, vojenskými sieťami a spravodajskými systémami, kde by prelomenie kryptografie s verejným kľúčom mohlo odhaliť vysoko citlivé údaje.
Mnohé projekty dnes tvrdia, že majú „kvantovú odolnosť“, no bez jednotného a auditovateľného kontrolného zoznamu nie je možné takéto tvrdenia overiť. Čo podľa vás predstavuje minimálny prah kvantovej pripravenosti?
Pre mňa je minimálnou hranicou to, aby projekt dokázal presne ukázať, kde v jeho zásobníku stále existuje kvantovo zraniteľná kryptografia. Použitie post-kvantovo bezpečného autorizačného mechanizmu je dobrý začiatok, ale nerobí celú sieť kvantovo pripravenou.
Autorizácia transakcií by sa mala spoliehať na uznávaný postkvantovo bezpečný mechanizmus a projekt by mal verejne dokumentovať, čo chráni jeho P2P pripojenia, konsenzus, systémy s nulovými znalosťami, vrstvu súkromia, mosty a akúkoľvek inú kritickú infraštruktúru.
Taktiež je potrebné jasne rozlišovať medzi tým, čo je dnes aktívne, a tým, čo je len v pláne.
Najdôležitejšie je, aby tieto tvrdenia boli auditovateľné. Každý by mal byť schopný vidieť, ktoré algoritmy a sady parametrov sa používajú, skontrolovať implementáciu a overiť, či zabezpečenie nie je založené na nepriehľadnej alebo neoveriteľnej schéme alebo marketingovom označení.
Ak neviete poukázať na presnú kryptografiu chrániacu každú kritickú časť systému, nemyslím si, že „kvantovo pripravený“ má veľký význam.
Kto by mal byť zodpovedný za stanovenie jednotných, overiteľných kritérií pre kvantovú pripravenosť? Čo musia byť zahrnuté?
Ako referenčný bod pre samotnú kryptografiu by som si ponechal NIST. Ich postkvantový proces prilákal výskumníkov z celého sveta a sťažil akejkoľvek vláde alebo spoločnosti riadiť výsledok.
V prípade blockchainu musia ďalšiu vrstvu vybudovať protokolárne tímy pôsobiace otvorene, s priestorom pre výskumníkov a audítorov, aby mohli dôsledne spochybniť návrh a jeho výsledky.
Kritériá potom musia odrážať to, ako sieť funguje dnes. To začína kryptografiou používanou na autorizáciu transakcií a tým, či je postkvantová ochrana štandardnou ochranou. Akákoľvek zostávajúca závislosť od zraniteľných podpisov musí byť jasne zverejnená.
Súčasťou tohto procesu musí byť aj migrácia, pretože sieť môže podporovať postkvantové kľúče, zatiaľ čo väčšina jej používateľov stále používa staré kľúče.
Hardvérové peňaženky chránia kľúče pred fyzickou krádežou, ale nie pred kvantovými útokmi na verejné kľúče. Ako hodnotíte súčasné povedomie používateľov o tomto rozdiele? Existuje dnes pre priemerného používateľa dostupný model bezpečného úložiska, alebo si odvetvie vyžaduje novú paradigmu peňaženiek?
Stále existuje veľká mylná predstava o tom, pred čím vás hardvérová peňaženka chráni. Uchováva váš súkromný kľúč izolovaný od vášho notebooku alebo telefónu, čo je mimoriadne užitočné. Kvantový útočník by sa však nemusel zariadenia dotknúť. Po odhalení zraniteľného verejného kľúča sa môže kvantový útočník priamo pustiť do kryptografie bez toho, aby sa dotkol hardvérovej peňaženky.
To neznamená, že hardvérové peňaženky sú zastarané. Do Keystone pre Quantus sme už integrovali podporu post-kvantového spracovania, takže hardvérový model sa môže vyvíjať. Obmedzením je, že peňaženka nedokáže sama o sebe vytvoriť post-kvantový model pre Bitcoin alebo Ethereum – aj základná sieť musí podporovať nové podpisy.
Lepší model štandardne zabuduje postkvantovú ochranu do peňaženky aj siete. Používatelia by nemali musieť vedieť, kedy je kryptografia, ktorá je pod nimi, zastaraná.
Schémy s viacerými podpismi zvyšujú zložitosť útoku iba lineárne, nie exponenciálne. Znamená to, že inštitucionálne architektúry úschovy postavené na viacerých podpisoch vytvárajú falošný pocit bezpečia?
Viacnásobné podpisovanie je stále mimoriadne užitočné a nechcel by som, aby sa ho inštitúcie vzdali. Chráni pred hrozbami, s ktorými sa dnes systémy úschovy potýkajú, ako je napríklad jeden ukradnutý kľúč alebo jeden kompromitovaný podpisujúci.
Nebezpečné sa to stáva, keď ľudia začnú brať viac kľúčov ako ochranu pred kvantovými útokmi. Zostava 3 z 5 postavená výlučne na rovnakej zraniteľnej schéme podpisu má stále rovnakú základnú slabinu. Kvantový útočník môže potrebovať obnoviť niekoľko kľúčov, ale zakaždým rieši rovnaký druh problému. Päť zámkov veľmi nepomôže, ak všetky zdieľajú rovnaký zraniteľný mechanizmus.
Áno, viacnásobné podpisovanie môže vytvoriť falošný pocit bezpečia, ak inštitúcie predpokladajú, že redundancia sa rovná kvantovej odolnosti. Lepšou cestou je zachovať distribuovanú úschovu, ale nahradiť zraniteľnú autorizáciu pod ňou niečím, čo odolá kvantovému útočníkovi.
Sú hlavné burzy a správcovia pripravení na scenár, v ktorom kvantový počítač dokáže odvodiť súkromný kľúč z verejného kľúča v priebehu niekoľkých minút? A čo bežní používatelia?
Väčšina veľkých búrz sa dobre bráni útokom, ktoré poznáme dnes. Nevidel som veľa dôkazov o tom, že by boli pripravené na útok, pri ktorom by bolo možné rekonštruovať súkromný kľúč bez toho, aby sa čo i len dotkla ich infraštruktúry.
Sledujeme to prostredníctvom migration.fail, verejného sledovača pripravenosti, ktorý hodnotí, či sa hlavné blockchainové siete stále spoliehajú na kvantovo zraniteľnú kryptografiu. V súčasnosti je všetkých 20 najvýznamnejších kryptoaktív, ktoré pokrýva, uvedených ako zraniteľné na úrovni podpisu.
Seriózny plán reakcie musí zohľadňovať, ktoré operačné kľúče sú odhalené a ako rýchlo je možné presunúť finančné prostriedky, keď sa niektorý z nich stane podozrivým. Škodlivá transakcia sa môže v reťazci stále javiť ako úplne platná, čo sťažuje včasnú reakciu.
Bežní používatelia sú ešte pozadu. Väčšina sa dozvie, že je potrebné migrovať, až keď im to oznámi peňaženka alebo burza, takže akýkoľvek realistický plán musí tento presun dostatočne zjednodušiť na to, aby sa dal bezpečne dokončiť.
Prečo je hrozba „zozbieraj teraz, dešifruj neskôr“ relevantná aj dnes – dávno pred príchodom rozsiahlych kvantových počítačov?
V prvom rade by som to rád oddelil od kvantovej hrozby pre blockchainové podpisy, pretože sa často spájajú do jedného celku. Bitcoinová transakcia je už verejná. Útočník nemusí dnes nič zaznamenať a o desať rokov dešifrovať.
To sa však nedá povedať o bankách, vládach a iných inštitúciách, ktorých šifrované údaje môžu (a pravdepodobne budú) citlivé aj o niekoľko rokov. Niekto môže túto prevádzku zhromažďovať už dnes a uchovávať si ju, kým sa technológia nezlepší.
Spoločnosti Signal, iMessage a Cloudflare už presunuli časti svojich systémov na postkvantovú ochranu a väčšina používateľov si to sotva všimla. Takto by mal tento prechod pravdepodobne vyzerať.
Citlivé dáta by nemali zostať šifrované kvantovo zraniteľným spôsobom, kým niekto nedokáže, že kvantový počítač ich dokáže prelomiť. Dovtedy už môžu byť roky dátovej prevádzky uložené v archíve niekoho iného.
Dáta blockchainu sú nemenné a verejné. Dá sa niečo urobiť s už zaznamenanými transakciami, alebo sú tieto dáta navždy ohrozené?
Zaznamenané dáta v blockchaine sú trvalé, ale trvalosť neznamená, že každá stará transakcia sa po Q-Day zrazu stane nebezpečnou. Väčšina z nich už bola aj tak verejne dostupná v transparentnom reťazci.
Výnimkou sú verejné kľúče, pretože Bitcoin už tie odhalené zaznamenáva natrvalo. Útočník si dnes nemusí vytvárať nejaký súkromný archív ani nič vopred zachytávať. O niekoľko rokov sa môže vrátiť späť cez tú istú verejnú účtovnú knihu a zamerať sa na akýkoľvek odhalený kľúč, ktorý stále kontroluje niečo cenné.
Presun finančných prostriedkov do postkvantových kľúčov môže odstrániť hodnotu zo starej expozície, ale nemôže vyčistiť historický záznam.
V prípade súkromných transakcií je problém trochu iný. Dáta sú stále uložené v reťazci aj po rokoch, takže ak sa kryptografia, ktorá ich chráni, nakoniec prelomí, informácie, ktoré boli v tom čase skryté, by sa mohli neskôr stať viditeľnými.
Aké merateľné a vynútiteľné štandardy kvantovej pripravenosti by malo odvetvie zaviesť v priebehu nasledujúcich 12 až 24 mesiacov?
Jedným užitočným benchmarkom je to, čo teraz robí vláda USA, pričom federálne agentúry musia zmapovať svoju kryptografickú expozíciu a poveriť konkrétnych ľudí zodpovedných za migráciu. Systémy s vysokou hodnotou majú pevné termíny na migráciu na postkvantovú kryptografiu a prebiehajú práce na kryptografickom zozname materiálov, ktorý uľahčí sledovanie týchto závislostí.
Kryptomeny potrebujú v priebehu nasledujúcich 12 až 24 mesiacov vlastnú verziu tejto disciplíny. Hlavné protokoly by mali zverejniť, kde sa stále používa zraniteľná kryptografia, a priložiť dátumy dokončenia prechodu z nej. Burzy a správcovia by mali zverejniť, aká hodnota sa skrýva za staršími kľúčmi.
Keď budú tieto čísla zverejnené, môžu ich začať používať aj recenzie zoznamov a bezpečnostné audity. To dáva odvetviu niečo konkrétne na meranie.
Aká je najväčšia prekážka implementácie týchto štandardov vo veľkom meradle? Ako by ju malo odvetvie riešiť v bezprostrednom horizonte?
Najťažšie je prinútiť milióny nezávislých držiteľov, aby sa presunuli, keď neexistuje centrálny prepínač, ktorý by niekto mohol prepnúť. Protokol môže pridať postkvantovú podporu, ale mince držané v chladiacom sklade roky musia ich majitelia stále presunúť.
Okamžitá práca sa musí zamerať na čo najjednoduchšiu migráciu. Peňaženky potrebujú postupy, ktoré vedú používateľov k bezpečnejším kľúčom s minimálnym trením, zatiaľ čo burzy a správcovia potrebujú postupy, ktoré už otestovali pri záťaži. Na úrovni protokolu sa tiež musíme vyhnúť jednoduchému nahradeniu jedného zraniteľného systému niečím, čo vytvára neprijateľné náklady na šírku pásma, úložisko alebo súkromie. Čakanie s návrhom týchto systémov, kým sa hrozba neukáže ako naliehavá, by ponechalo malý priestor na chyby.
Neaktívne aktíva problém ešte viac komplikujú. Niektorí majitelia sa nikdy nedostavia, aby migrovali, takže siete sa musia rozhodnúť, ako naložia so zraniteľnými mincami, ktoré zostanú.
Disclaimer
V súlade s Pokyny k projektu Trust, uvedomte si, že informácie uvedené na tejto stránke nie sú zamýšľané a nemali by byť interpretované ako právne, daňové, investičné, finančné alebo iné formy poradenstva. Je dôležité investovať len toľko, koľko si môžete dovoliť stratiť a v prípade akýchkoľvek pochybností vyhľadať nezávislé finančné poradenstvo. Ak chcete získať ďalšie informácie, odporúčame vám pozrieť si zmluvné podmienky, ako aj stránky pomoci a podpory poskytnuté vydavateľom alebo inzerentom. MetaversePost sa zaviazala poskytovať presné a nezaujaté správy, ale podmienky na trhu sa môžu zmeniť bez upozornenia.
O autorovi
Alisa, oddaná novinárka v MPost, špecializuje sa na kryptomeny, umelú inteligenciu, investície a rozsiahlu oblasť Web3. So záujmom o nové trendy a technológie poskytuje komplexné pokrytie s cieľom informovať a zapojiť čitateľov do neustále sa vyvíjajúceho prostredia digitálnych financií.
Ďalšie články
Alisa, oddaná novinárka v MPost, špecializuje sa na kryptomeny, umelú inteligenciu, investície a rozsiahlu oblasť Web3. So záujmom o nové trendy a technológie poskytuje komplexné pokrytie s cieľom informovať a zapojiť čitateľov do neustále sa vyvíjajúceho prostredia digitálnych financií.
