ИИ ускоряет квантовую угрозу. Оборона по‑прежнему сталкивается с проблемой координации

Когда Google Quantum AI в июле сообщил, что научил квантовый компьютер «учиться на своих ошибках», очевидной была история об улучшенной коррекции ошибок. Квантовые компьютеры — чрезвычайно чувствительные устройства. Небольшие изменения в их окружении могут выводить их из строя и вызывать ошибки, что заставляет исследователей останавливать вычисления и перенастраивать оборудование.

Система ИИ Google научилась выполнять некоторые из этих корректировок, пока машина продолжала работать. В тестах она сделала систему в 3,5 раза более стабильной, когда исследователи намеренно выводили её из строя, и снизила количество ошибок ещё на 20 % после того, как человеческие эксперты уже откалибровали её.

Полезные квантовые расчёты в дальнейшем могут потребовать непрерывного выполнения в течение дней и даже месяцев. Поэтому важно поддерживать стабильность машины без постоянных остановок вычислений. Google сравнивает это с настройкой инструмента во время исполнения музыки.

Поддерживаемая стабильность также необходима будущему квантовому компьютеру для выполнения алгоритма Шора достаточно долго, чтобы атаковать широко используемую асимметричную криптографию.

Более значительным развитием является то, как ИИ ускоряет темпы самого квантового исследования. Коррекция ошибок, проектирование схем, калибровка и криптоанализ ранее развивались по частично разным временным линиям. ИИ начинает одновременно сжимать несколько из этих исследовательских циклов. Квантовые исследования теперь идут со скоростью разработки программного обеспечения. Миграция криптографии происходит по более медленному графику, определяемому установленным оборудованием, поставщиками, управлением и пользователями.

Крупномасштабные криптографические атаки остаются недостижимыми для текущего оборудования, однако исследователи продолжают уменьшать объём квантовых вычислительных ресурсов, необходимых злоумышленнику для взлома современной уязвимой криптографии.

Цель становится всё меньше

Питер Шор ещё десятки лет назад показал, что достаточно мощный квантовый компьютер может взломать RSA и криптографию на основе эллиптических кривых — два широко используемых типа асимметричной криптографии, защищающих цифровые коммуникации. Математика известна уже десятилетиями. Неопределённость всегда заключалась в том, когда оборудование станет достаточно способным выполнить атаку в полезном масштабе.

В марте Google Quantum AI опубликовал новые оценки для атаки на широко используемую криптографию на основе эллиптических кривых. Исследователи рассчитали, что алгоритм Шора может работать менее чем с 500 000 физическими кубитами при проверенных ими аппаратных предположениях. Предыдущее ведущие оценка требовала примерно в 20 раз больше. Эквивалентного 20‑кратного скачка в аппаратуре не произошло. Улучшенный дизайн схем уменьшил требуемую от оборудования работу.

Тот же динамический процесс стал заметен через ECDSA.fail, открытый проект, где исследователи и AI‑агенты искали способы снизить требуемую для той же квантовой атаки вычислительную мощность. Сеть сопоставила бенчмарк Google за несколько часов и превзошла его за несколько дней. К концу июня лучшая зарегистрированная схема оказалась на 47,5 % более эффективной по сравнению с бенчмарком.

Эффективность схем и календарное время движутся по‑разному. Каждое повышение эффективности по‑прежнему уменьшает нагрузку на будущую аппаратуру, и ИИ может продолжать снижать эти требования, пока институты ещё реагируют на предыдущую оценку.

Люди естественно задаются вопросом, когда появится машина, способная взламывать коды. Для планирования безопасности, я считаю более полезным вопросом — как быстро наши предположения могут устареть.

Оборона работает по другому графику

NIST завершила свои первые пост‑квантовые стандарты в 2024 году. Cloudflare сообщает, что более 65 % человеческого трафика в её сети уже использует пост‑квантовое шифрование. Apple внедрил пост‑квантовый криптографический протокол под названием PQ3 for iMessage, а Signal продолжает добавлять пост‑квантовую защиту к своему протоколу.

Работа Anthropic за июль показывает, как ИИ может также укреплять оборонную сторону. Claude обнаружил значимую уязвимость в HAWK, кандидате в пост‑квантовые подписи, который уже прошёл два раунда человеческой проверки. Поскольку HAWK всё ещё был кандидатом, исследователи нашли уязвимость до внедрения, и завершённые стандарты NIST остались без изменений.

После того как исследователи согласуют более надёжную криптографию, организациям всё ещё необходимо определить, где остаются старые системы, координировать действия поставщиков, обновлять оборудование и программное обеспечение, а также переводить клиентов, управляющих собственными ключами. Эти зависимости могут занимать годы. Миграция к пост‑квантовой криптографии — это инфраструктурная программа с криптографическим сроком, который никому не принадлежит.

Блокчейны делают разрыв труднее скрыть

Большинство ведущих блокчейнов опираются на пару криптографических ключей для установления прав собственности. Публичный ключ может быть видим сетью. Приватный ключ — это секретное доказательство, позволяющее владельцу перемещать активы. Bitcoin использует эту пару ключей для авторизации транзакций.

Достаточно мощный квантовый компьютер, исполняющий алгоритм Шора, мог бы работать в обратном направлении, начиная с раскрытого публичного ключа, и вычислить приватный. В этом случае атакующий мог бы создать действительную транзакцию и переместить средства, как будто он является законным владельцем.

Для блокчейна такая поддельная транзакция выглядела бы легитимной. Нет службы поддержки, способной отменить перевод после того, как сеть его приняла.

Веб‑сервисы обладают большим контролем над миграцией. Приложения, такие как Signal, могут просто выпустить обновление протокола. Облачные провайдеры могут изменить обмен ключами за кулисами, и большинство пользователей может даже не заметить изменения.

Децентрализованная сеть должна координировать работу кошельков, бирж, кастодианов, валидаторов, разработчиков, производителей оборудования и держателей токенов. Некоторые ключи уже утеряны. Некоторые адреса могут оставаться неизменными в течение лет. Пост‑квантовые подписи также требуют существенно больше данных, чем цифровые подписи, используемые в блокчейнах сегодня. Поэтому каждая транзакция занимает больше сетевых и хранилищных ресурсов, что может сократить количество транзакций, которые блокчейн может эффективно обрабатывать.

Миграция также требует перемещения существующих балансов на квантово‑защищённые адреса. Аппаратные кошельки должны поддерживать новую криптографию; биржи должны распознавать новые адреса; кастодии должны обновлять свои системы и политики. Неактивные или утерянные средства могут никогда не мигрировать, оставляя сеть перед управленческими решениями, на которые криптография не может ответить.

Я считаю, что отрасль всё ещё недооценивает, сколько времени может потребовать такая координация. Криптография может быть готова, пока сеть вокруг неё всё ещё нуждается в годах для миграции, поскольку децентрализация устраняет власть, способную просто потребовать переход всех на новый стандарт.

Начните измерять время миграции уже сейчас

Командам по безопасности блокчейнов следует уже сегодня уметь ответить на базовый оперативный вопрос: если срок миграции вдруг перенести вперёд на три года, сколько времени потребуется, чтобы перевести пользователей, кошельки, биржи и критически важную инфраструктуру протокола на пост‑квантовые подписи?

Для многих сетей ответ пока остаётся неопределённым. Другие дискуссии о том, наступит ли Q‑Day в 2030, 2035 году или позже, не устранят эту неопределённость.

Чтобы подготовиться, определите, где всё ещё используется уязвимая криптография. Проведите бенчмаркинг пост‑квантовых альтернатив в реальных сетевых условиях. Создайте поддержку кошельков и кастодии до того, как это станет функцией экстренного характера. Начните работу по управлению, пока разногласия могут занимать месяцы, а не часы.

ИИ уже сокращает исследовательский цикл в квантовой сфере. Пост‑квантовые алгоритмы защищают активы только после того, как кошельки, биржи и протоколы действительно смогут их использовать. Командам по безопасности следует построить путь миграции, пока квантовый прорыв не превратит планирование в реагирование на инциденты.