Kvantna računala prestaju biti akademska tema i postaju stvarni izazov na koji globalni sigurnosni standardi moraju reagirati. Za svijet kriptovaluta predstavljaju prijetnju jer mogu probiti dosad neprobojno šifriranje. Algorand Foundation, kao odgovor na novonastale izazove, otkriva detaljan plan s ciljem transformacije mreže u potpuno kvantno otpornu infrastrukturu do kraja 2027. godine, pri čemu će prvi ključni koraci započeti već u trećem kvartalu ove godine.

Zašto današnja kriptografija neće izdržati pred kvantnim računalima?

Današnja sigurnost na internetu i u blockchainima funkcionira poput golemog digitalnog trezora. Trenutačnim superračunalima trebale bi milijarde godina da pogode ispravnu kombinaciju vašeg ključa ili novčanika, i upravo smo zato danas sigurni. Kvantna računala, međutim, potpuno mijenjaju pravila igre. Zahvaljujući takozvanom Shorovu algoritmu – koji je zapravo genijalan matematički prečac – ti strojevi mogu gotovo trenutačno razbiti složene digitalne brave. Za golemu većinu kriptovaluta to znači da bi njihove dosad neprobojne pristupne lozinke i potpisi prestali funkcionirati.

Da nije riječ o dalekoj znanstvenofantastičnoj prijetnji, potvrdilo je i najnovije istraživanje tvrtke Google. Njezini su znanstvenici precizno izračunali koliko bi snažan stroj bio dovoljan za probijanje današnjeg šifriranja. Rezultat je iznenadio stručnjake. Umjesto nedostižnih znanstvenofantastičnih superračunala, napadaču bi bilo dovoljno kvantno računalo kapaciteta nešto manjeg od 500.000 osnovnih građevnih jedinica (fizičkih kubita). Budući da se tehnološki razvoj velikim koracima kreće prema toj točki, za blockchain svijet to znači samo jedno – digitalne brave na trezorima moramo početi mijenjati prije nego što ti strojevi stvarno nastanu.

Arhitektura spremna za promjenu

Algorand, međutim, ovom problemu ne pristupa panično. Programeri znaju da bi ishitreno uvođenje novih vrsta brava moglo donijeti više štete nego koristi, jer nova matematika još nije provjerena godinama prakse. Osim toga, novi zaštitni elementi podatkovno su zahtjevniji, što bi moglo usporiti mrežu. Algorand se zato odlučio za strategiju takozvane kripto-agilnosti. Zamislite to kao fleksibilnu građevnu slagalicu – umjesto da se u sustavu fiksira jedna vrsta zaštite, cijela se mreža preuređuje tako da u budućnosti može jednostavno i u hodu mijenjati stare sigurnosne elemente novima, bez potrebe da se cijeli blockchain zaustavi.

Što je mreža implementirala od 2022. godine?

Algorand s ovim pripremama ne počinje od nule. Već od 2022. godine u mreži funkcioniraju takozvani State Proofs, koji su u osnovi redovite, iznimno sigurne digitalne snimke cijelog sustava. Te snimke koriste posebnu novu metodu potpisivanja pod nazivom Falcon. Ime (u prijevodu sokol) nije dobila slučajno – njezina je glavna prednost to što konačni digitalni potpis zauzima minimalno prostora. To je ključno za brzinu i propusnost mreže. Ti napredni potpisi već danas uspješno rade u stvarnom pogonu na glavnoj mreži, a programeri su ih uspjeli uvesti glatko, bez potrebe za prekidom rada cijelog sustava.

Put prema 2027. godini

Nova faza plana donijet će običnim korisnicima punopravne račune s ovom novom zaštitom. Njima će se upravljati potpuno jednako kao i današnjim računima, primjerice putem poznatog novčanika Pera Wallet i klasične pristupne lozinke od 25 riječi. Kako bi prijelaz bio stopostotno siguran, Algorand će omogućiti stvaranje takozvanih hibridnih računa. Oni će funkcionirati poput vrata s dvije različite brave – jednom klasičnom i jednom novom, kvantno otpornom. Ako bi novi sustav imao neku skrivenu pogrešku, imovinu bi i dalje štitio stari sustav, i obrnuto. Cijeli će se sustav uz to krajem 2026. proširiti još jednom štedljivom verzijom ključeva za brzo potvrđivanje operacija.

Najzahtjevniji tehnološki izazov za programere ipak je prerada samog srca mreže, odnosno sustava VRF. Riječ je o decentraliziranom mehanizmu koji u djeliću sekunde potpuno nasumično i pravedno bira tko će u mreži potvrditi sljedeće transakcije. Budući da ovaj sustav danas koristi stariju generaciju matematičkih algoritama, glavni znanstveni direktor zaklade, profesor Chris Peikert, vodi istraživanje njegove nove verzije. Rezultirajuću znanstvenu studiju planira predstaviti početkom 2027. godine, pri čemu bi se do kraja iste godine nova zaštita trebala integrirati izravno u provjeru blokova.

Institucionalni standard

Promjena na razini samog blockchaina ipak je samo polovica uspjeha. Na novu se matematiku moraju pripremiti i proizvođači hardverskih novčanika te institucije koje upravljaju kriptovalutama za velike klijente. Budući da današnji hardverski uređaji još nisu u potpunosti spremni za novu tehnologiju, Algorand privremeno prilagođava pravila tako da omogući stvaranje naprednih zajedničkih računa. U njima će biti moguće slobodno kombinirati stare i nove vrste ključeva, što će velikim igračima pružiti maksimalnu institucionalnu sigurnost već tijekom prijelaznog razdoblja.