Ethereum Foundation опубликовала дорожную карту квантовой защиты: четыре хардфорка до 2029 года

Ethereum готовится к эпохе квантовых вычислений

Ethereum Foundation обнародовала комплексную стратегию по обеспечению устойчивости блокчейна Ethereum к угрозам со стороны квантовых компьютеров. Дорожная карта предусматривает проведение четырёх хардфорков, а завершение перестройки намечено на 2029 год.

«Today, several teams at the EF are launching https://t.co/L9ZOUoRNNB, a dedicated resource for Ethereum's post-quantum security effort. What started with early STARK-based signature aggregation research in 2018 has grown into a coordinated, multi-team effort, all open source.» — Ethereum Foundation (@ethereumfndn), оригинальный пост

Согласно оценкам разработчиков фонда, «криптографически значимые» квантовые устройства могут появиться через 8–12 лет. Тем не менее, подготовительные работы необходимо запускать заблаговременно. В фонде подчеркнули, что квантовые вычисления со временем смогут скомпрометировать криптографию с открытым ключом, на которой базируются владение активами, аутентификация и механизмы консенсуса во всех цифровых системах. Поэтому действовать нужно задолго до реализации угрозы.

Почему это важно

Криптография с открытым ключом — фундамент безопасности не только Ethereum, но и практически всех блокчейн-сетей. Появление достаточно мощного квантового компьютера теоретически позволит вскрыть существующие схемы подписей, что поставит под удар средства пользователей и целостность консенсуса. Проактивный подход Ethereum Foundation задаёт ориентир для всей индустрии: переход на постквантовые алгоритмы требует многолетней координации, и начинать этот процесс целесообразно именно сейчас.

Четыре ключевых хардфорка

Исследовательская группа Ethereum Foundation предложила следующую последовательность обновлений:

• Fork I — обеспечит валидаторов публичным ключом, который можно будет активировать при внезапном появлении квантового компьютера.
• Fork J — уменьшит стоимость газа для верификации постквантовых подписей.
• Fork L — оптимизирует возможность сети компактно выражать состояние блокчейна в доказательствах с нулевым разглашением (zero-knowledge proofs).
• Fork M — распространит квантовую защиту на L2-сети.

Первые два обновления — Fork I и Fork J — рассматриваются для включения в предстоящий хардфорк Hegota, запуск которого ожидается в текущем году.

Обновления на всех уровнях протокола

Миграция затронет три уровня архитектуры Ethereum:

• Уровень исполнения: переход на квантовобезопасную аутентификацию через абстракцию аккаунта. При этом принудительного обновления для пользователей не потребуется.
• Уровень консенсуса: замена текущей схемы подписей валидаторов BLS на постквантовые аналоги, в частности хеш-подписи leanXMSS. Поскольку постквантовые подписи не поддерживают нативную агрегацию, как BLS, разрабатывается механизм SNARK-агрегации на базе минимальной виртуальной машины leanVM.
• Уровень хранения данных: обеспечение постквантовой безопасности при обработке BLOB-объектов.

Команда рассчитывает завершить основную перестройку к 2029 году, однако полная миграция экосистемы потребует дополнительного времени.

Контекст: усилия Виталика Бутерина

Анонс дорожной карты дополняет ранее озвученные планы сооснователя Ethereum Виталика Бутерина. В конце февраля он представил масштабное обновление алгоритмов шифрования и механизмов проверки транзакций, также направленное на защиту сети от квантовых угроз. Публикация детальной дорожной карты Ethereum Foundation демонстрирует переход от концептуальных идей к конкретным шагам реализации.