Kvantové počítače přestávají být pouze akademickým tématem a stávají se skutečnou výzvou, na kterou musí reagovat globální bezpečnostní standardy. Pro svět kryptoměn představují hrozbu, protože jsou schopny prolomit šifrování, které bylo dosud považováno za neprostupné. V reakci na tyto nově se objevující výzvy představuje Algorand Foundation podrobný plán, jehož cílem je do konce roku 2027 přeměnit síť na infrastrukturu plně odolnou proti kvantovým útokům, přičemž první milníky budou dosaženy již ve třetím čtvrtletí tohoto roku.

Proč současná kryptografie neobstojí proti kvantovým počítačům?

Dnešní zabezpečení na internetu a v blockchainových sítích funguje jako obrovský digitální trezor. Současné superpočítače by musely hádat správnou kombinaci vašeho klíče nebo peněženky miliardy let, a právě proto jsme dnes v bezpečí. Kvantové počítače však pravidla hry zcela mění. Díky takzvanému Shorovu algoritmu – což je v podstatě geniální matematická zkratka – dokážou tyto stroje prolomit složité digitální zámky téměř okamžitě. Pro drtivou většinu kryptoměn to znamená, že jejich přístupová hesla a podpisy, které byly dosud naprosto bezpečné, by přestaly fungovat.

Skutečnost, že se nejedná o vzdálenou sci-fi hrozbu, potvrdil také nejnovější výzkum společnosti Google. Její vědci přesně vypočítali, jak výkonný stroj by stačil k prolomení dnešního šifrování. Výsledek odborníky překvapil. Místo nedosažitelných sci-fi superpočítačů by útočník potřeboval pouze kvantový počítač s kapacitou méně než 500 000 základních stavebních bloků (fyzických kubitů). Vzhledem k tomu, že technologický vývoj směřuje k tomuto bodu mílovými kroky, znamená to pro svět blockchainu pouze jedno – musíme začít měnit digitální zámky na trezorech ještě předtím, než tyto stroje skutečně vzniknou.

Architektura připravená na změnu

Algorand však k tomuto problému nepřistupuje s panikou. Vývojáři vědí, že ukvapené nasazení nových typů zámků by mohlo přinést více škody než užitku, protože nová matematika ještě nebyla ověřena dlouholetou praxí. Navíc jsou nové ochranné prvky datově náročnější, což by mohlo síť zpomalit. Algorand se proto rozhodl pro strategii tzv. kryptoagility. Představte si to jako flexibilní stavebnici – namísto pevného zakotvení jednoho typu ochrany do systému se celá síť přestavuje tak, aby v budoucnu mohla snadno a za běhu nahrazovat staré bezpečnostní prvky novými, aniž by musel celý blockchain zastavit.

Co síť zavedla od roku 2022?

Algorand nezačíná s těmito přípravami úplně od nuly. Od roku 2022 v síti fungují takzvané State Proofs, což jsou v podstatě pravidelné, vysoce zabezpečené digitální snímky celého systému. Tyto snímky využívají speciální novou metodu podepisování nazvanou Falcon. Své jméno (v překladu sokol) nezískala náhodou – její hlavní výhodou je, že výsledný digitální podpis zabírá pouze minimální množství místa. To je klíčové pro rychlost a propustnost sítě. Tyto pokročilé podpisy již dnes úspěšně fungují v živém provozu na hlavní síti a vývojáři je dokázali zavést hladce, aniž by bylo nutné přerušit provoz celého systému.

Cesta k roku 2027

Nová fáze plánu přinese běžným uživatelům plnohodnotné účty s touto novou ochranou. Budou se spravovat přesně stejným způsobem jako dnešní účty, například prostřednictvím známé peněženky Pera Wallet a klasického 25slovního přístupového hesla. Aby byl přechod stoprocentně bezpečný, Algorand umožní vytváření takzvaných hybridních účtů. Ty budou fungovat jako dveře se dvěma různými zámky – jedním klasickým a jedním novým, odolným proti kvantovým útokům. Pokud by nový systém měl nějakou skrytou chybu, ten starý by stále chránil aktiva a naopak. Na konci roku 2026 bude celý systém dále rozšířen o další ekonomickou verzi klíčů pro rychlé potvrzování operací.

Nejsložitější technologickou výzvou pro vývojáře je však přestavba samotného srdce sítě, konkrétně systému VRF. Jedná se o decentralizovaný mechanismus, který v zlomku sekundy zcela náhodně a spravedlivě vybírá, kdo v síti ověří další transakce. Jelikož tento systém dnes využívá starší generaci matematických algoritmů, vede hlavní vědec nadace, profesor Chris Peikert, výzkum zaměřený na jeho novou verzi. Výsledky této vědecké studie plánuje představit na začátku roku 2027, přičemž nová ochrana by měla být do ověřování bloků integrována již do konce téhož roku.

Institucionální standard

Změna na úrovni samotného blockchainu však představuje pouze polovinu úspěchu. Výrobci hardwarových peněženek a instituce, které spravují kryptoměny pro velké klienty, se také musí na novou matematiku připravit. Jelikož dnešní hardwarová zařízení ještě nejsou na novou technologii plně připravena, společnost Algorand dočasně upravuje pravidla tak, aby umožnila vytváření pokročilých společných účtů. V nich bude možné libovolně kombinovat staré a nové typy klíčů, což zajistí významným hráčům maximální institucionální bezpečnost již během přechodného období.