AIは量子脅威を加速させている。防衛側は依然として調整の課題を抱えている

Google Quantum AI が 7 月に量子コンピュータに「エラーから学習」させたと報告したとき（taught）、明らかな話題はエラー訂正の向上でした。量子コンピュータは極めて繊細な装置で、環境のわずかな変化がチューニングを外しエラーを引き起こし、研究者は計算を中断してハードウェアを再調整せざるを得ません。

Google の AI システムは、マシンが稼働したままでもいくつかの調整を学習しました。テストでは、研究者が意図的にチューニングを外した際にシステムの安定性を 3.5 倍に向上させ、人間の専門家がすでに校正した後でもエラーをさらに 20% 削減しました。

有用な量子計算は将来的に数日、あるいは数か月間連続で実行する必要が出てくるかもしれません。そのため、計算を頻繁に停止せずにマシンを安定させ続けることが重要です。Google はこれを、音楽が鳴っている間に楽器をチューニングすることに例えています。

持続的な安定性は、将来の量子コンピュータが Shor のアルゴリズムを十分に長時間実行し、広く使用されている公開鍵暗号を攻撃できるようになるためにも必要です。

より重要な展開は、AI が量子研究そのものの進行速度に与えている影響です。エラー訂正、回路設計、校正、暗号解析はかつては別々のタイムラインで改善されていましたが、AI はそれらの研究サイクルを同時に圧縮し始めています。量子研究は現在、ソフトウェア開発と同等のスピードで進んでいます。一方、暗号の移行は、導入されたハードウェア、ベンダー、ガバナンス、ユーザーによって決まる遅い時計で進行します。

現在のハードウェアでは大規模な暗号攻撃はまだ実行できないものの、研究者たちは、攻撃者が現在の脆弱な暗号を破るために必要とする量子計算能力を引き下げ続けている。

ターゲットはますます小さくなる

数十年前、Peter Shor は十分に高性能な量子コンピュータが RSA と楕円曲線暗号という、デジタル通信を保護する広く使用されている二つの公開鍵暗号方式を破ることができることを示しました。この数学は何十年も前から知られていますが、不確実性は常にハードウェアが実用的な規模で攻撃を実行できるようになる時期にありました。

3 月に、Google Quantum AI は広く使用されている楕円曲線暗号への攻撃に関する 新たな見積もりを公開しました。研究者は、テストしたハードウェア前提条件の下で Shor のアルゴリズムが 50 万個未満の物理量子ビットで実行可能であると算出しました。以前の主要な見積もりは約 20 倍多く必要とされていましたが、同等の 20 倍規模のハードウェア飛躍は起きていません。回路設計の改善により、ハードウェアが最終的に必要とする作業量が減少しました。

同様の動きは ECDSA.fail というオープンプロジェクトでも顕在化しました。ここでは研究者と AI エージェントが同じ量子攻撃に必要な計算資源を削減する方法を模索しました。ネットワークは数時間で Google のベンチマークに追いつき、数日でそれを上回りました。6 月末までに、最高と報告された回路はベンチマーク上で 47.5% の効率向上 を達成しました。

回路の効率とカレンダー時間は別々に変化します。効率が向上するたびに将来のハードウェアが行うべき作業が減少し、AI は機関が前回の見積もりに対応し終える前にその要求をさらに下げ続けることができます。

人々は自然に「コード破壊マシンはいつ来るのか」と問いますが、セキュリティ計画においては、むしろ「我々の前提がどれだけ早く陳腐化するか」という質問の方が有用だと考えます。

防衛は別の時計で動く

NIST は 2024 年に最初のポスト量子暗号標準を 最終化しました。Cloudflare は 自社ネットワーク上の人間トラフィックの 65% 以上がすでにポスト量子暗号を使用していると述べています。Apple は iMessage 用の PQ3 というポスト量子暗号プロトコルを導入し、Signal もプロトコルに ポスト量子保護 を追加し続けています。

Anthropic の 7 月の研究 は、AI が防御側を強化できることも示しています。Claude は、すでに二度の人間レビューを通過したポスト量子署名候補 HAWK に重大な弱点を見つけました。HAWK がまだ候補段階であったため、研究者は展開前にその弱点を発見し、NIST の最終化された標準は影響を受けませんでした。

研究者がより優れた暗号技術に合意した後でも、組織は旧システムが残っている場所を特定し、ベンダーを調整し、ハードウェアとソフトウェアを更新し、自己鍵を管理する顧客を移行させる必要があります。これらの依存関係は数年かかることがあります。ポスト量子への移行は、誰もコントロールできない暗号的期限を伴うインフラプログラムです。

ブロックチェーンはギャップを隠しにくくする

主要なブロックチェーンの多くは、所有権を確立するために暗号鍵のペアに依存しています。公開鍵はネットワーク上で見えることがありますが、秘密鍵は所有者が資産を移動できる秘密の証明です。Bitcoin はこの鍵ペアを取引の認可に使用しています。

十分に高性能な量子コンピュータが Shor のアルゴリズムを実行すれば、公開鍵から逆算して秘密鍵を算出できるでしょう。その時点で攻撃者は有効な取引を生成し、正当な所有者であるかのように資金を移動させることができます。

ブロックチェーンにとって、その偽装取引は正当なものに見えます。ネットワークが受け入れた後に転送を取り消すヘルプデスクは存在しません。

ウェブサービスは移行に対してより多くの制御権を持っています。Signal のようなアプリは単にプロトコルのアップデートを配布すればよく、クラウドプロバイダーは裏で鍵交換を変更でき、ほとんどのユーザーは何が変わったか気付かないでしょう。

分散型ネットワークは、ウォレット、取引所、カストディアン、バリデータ、開発者、ハードウェアメーカー、トークン保有者を調整しなければなりません。既に失われた鍵もありますし、数年にわたって未使用のアドレスも存在します。ポスト量子署名は、現在ブロックチェーンが使用しているデジタル署名に比べてはるかに多くのデータを必要とします。そのため、各取引はネットワークとストレージ容量を多く占有し、ブロックチェーンが効率的に処理できる取引数を減少させる可能性があります。

移行には既存の残高を量子耐性アドレスへ移すことも必要です。ハードウェアウォレットは新しい暗号をサポートしなければならず、取引所は新しいアドレスを認識し、カストディアンはシステムとポリシーを更新しなければなりません。休眠または失われた資金は移行できないままであり、暗号技術だけでは解決できないガバナンス上の課題をネットワークに残します。

業界はその調整に要する時間を過小評価していると考えます。暗号技術は準備が整っていても、分散化により全員に新標準への移行を一括で指示できる権限がないため、ネットワーク全体の移行には数年を要することがあります。

今すぐ移行時間の測定を始めよう

ブロックチェーンのセキュリティチームは、今日、基本的な運用上の質問に答えられるはずです: もし移行期限が突然 3 年前倒しされた場合、ユーザー、ウォレット、取引所、重要なプロトコルインフラをポスト量子署名に切り替えるまでにどれだけの時間がかかるでしょうか？

多くのネットワークにとって、答えはまだ不明です。Q-Day が 2030 年、2035 年、あるいはそれ以降に訪れるかどうかの議論は、この不確実性を解決しません。

備えるためには、脆弱な暗号がまだ使用されている場所を特定し、実際のネットワーク環境下でポスト量子代替手段をベンチマークし、緊急機能になる前にウォレットとカストディのサポートを構築し、意見の相違が数時間ではなく数か月で解決できるうちにガバナンス作業を開始することが重要です。

AI はすでに量子側の研究サイクルを短縮しています。ポスト量子アルゴリズムは、ウォレット、取引所、プロトコルが実際に使用できるようになって初めて資産を保護します。セキュリティチームは、量子ブレークスルーが計画段階からインシデント対応へと変わる前に、移行パスを構築すべきです。