Kuantum araştırmacıları: 30 bin kubit Bitcoin anahtarlarını 1 saatte kırar

Bitcoin’in ‘Q-Day’ Tehdidi Yaklaşıyor

Paris ve Boston merkezli şirket Perşembe günü yaptığı açıklamada, araştırmacılarının yaklaşık 29.588 fiziksel kubit ile donatılmış bir hata toleranslı kuantum bilgisayarın 256 bitlik bir eliptik eğri kriptografi problemini sadece 61,8 dakikada çözebileceğini tahmin ettiklerini duyurdu. Bu matematiksel problem, bitcoin işlemlerini onaylamak için kullanılan dijital imzaların temelini oluşturuyor.

Yeni bir araştırma makalesinde ayrıntılı olarak ele alınan bulgular, 22.593 fiziksel kubitin RSA-2048 şifrelemesini yaklaşık 3,14 günde kırabileceğini de ortaya koyuyor; bu, önceki tahminlere kıyasla önemli bir azalma anlamına geliyor. 2019 yılında araştırmacılar, RSA-2048’i çarpanlarına ayırmanın yaklaşık 20 milyon fiziksel kubit gerektireceğini öngörmüştü; ancak geçen yıl Google Quantum AI tarafından yapılan revize edilmiş tahmin, bu rakamı bir milyonun altına düşürdü.

Alice & Bob, en son hesaplamalarının kuantum donanım gereksinimleri ile işlem süresinin birleşimini en aza indirgemek için yeni bir referans noktası oluşturduğunu belirtiyor.

Araştırma, donanım düzeyinde belirli kuantum hatalarını azaltmak üzere tasarlanmış, “kedi kubitleri” olarak bilinen özel bir süperiletken teknolojiye dayanıyor. Araştırmacılar, bu yaklaşımı daha verimli hata düzeltme kodlarıyla ve yaygın olarak kullanılan açık anahtar şifrelemesini aşabilen kuantum hesaplama yöntemi olan Shor algoritmasının gerektirdiği matematiksel işlemlerdeki iyileştirmelerle birleştirdiler.

Şirket, bulgularının mevcut kuantum bilgisayarların bitcoin anahtarlarını kırabileceğine dair bir kanıt değil, teorik kaynak tahminleri olduğunu vurguladı. Bu hesaplamaları güvenilir bir şekilde gerçekleştirebilen makineler inşa etmek, hâlâ önemli bir mühendislik zorluğudur.

Bitcoin için bunun etkileri, kullanıcıların fonların sahipliğini kanıtlamasına olanak tanıyan eliptik eğri dijital imza sistemine odaklanmaktadır. Yeterince güçlü bir kuantum bilgisayar, ifşa olmuş açık anahtarlardan özel anahtarları hesaplayabilir ve bu da saldırganların yetkisiz imzalar oluşturup kripto para çalmasına olanak tanıyabilir.

Alice ve Bob’un tahmini bir saatlik saldırısı, yine de Bitcoin’in yaklaşık 10 dakikalık ortalama blok aralığını aşacaktır; bu da, onay bekleyen sıradan işlemlere yönelik saldırıların anlık olarak uygulanabilirliğini sınırlayacaktır. Ancak, halihazırda açığa çıkmış açık anahtarlarla ilişkili coin’ler daha ciddi bir tehditle karşı karşıya kalabilir; çünkü saldırganların bir sonraki blok oluşmadan önce hesaplamayı tamamlamaları gerekmeyebilir.

Hız Artıyor

Bu duyuru, kuantum saldırılarının önündeki teknik engellerin giderek azaldığını gösteren bir dizi son gelişmenin ardından geldi.

Bitcoin.com News'in bu ayın başlarında bildirdiği gibi, Google Quantum AI, "sihirli durum geliştirme" (magic state cultivation) adı verilen bir hata azaltma tekniğini sergiledi ve karmaşık hesaplamalar için gerekli olan özel kuantum durumlarının güvenilirliğinde 40 katlık bir iyileşme sağladı. Mart ayında yayınlanan ayrı bir Google araştırması, gelişmiş bir kuantum makinesinin teorik olarak 500.000'den az fiziksel kubit kullanarak Bitcoin’in eliptik eğri imzalarını tehlikeye atabileceğini ve önerilen bir konfigürasyonun saldırıyı yaklaşık dokuz dakikada tamamlayabileceğini ortaya koydu.

Öte yandan, kuantum bilişim şirketi Quantinuum 19 Ekim'de Helios sisteminin %99,9995 mantıksal doğruluğa ulaştığını duyurdu; bu, milyon işlem başına yaklaşık beş hataya denk geliyor. Şirket, bu başarıyı 2029 yılına kadar ticari olarak kullanışlı, hataya dayanıklı bir kuantum bilgisayar sunma hedefini destekleyen bir adım olarak nitelendirdi.

Alice & Bob'un hesaplamaları ise farklı bir ilerlemeyi temsil ediyor ve mimari seçimlerin ve algoritmalardaki iyileştirmelerin, mevcut kriptografik sistemlere saldırmak için gereken donanımı nasıl önemli ölçüde azaltabileceğini gösteriyor.

Alice & Bob CEO'su Théau Peronnin yaptığı açıklamada, “Alan, hata düzeltme ve algoritma tasarımı konusunda daha iyi yaklaşımlar geliştirdikçe, algoritmayı çalıştırmak için gereken kaynaklara ilişkin tahminler giderek düşüyor,” dedi.

Şirket, kuantum donanımındaki gelişmelerin ve azalan hesaplama gereksinimlerinin 2030'ların başında birbirine yaklaşmasını bekliyor; ancak bu, kesin bir zaman çizelgesinden ziyade bir tahmin olarak kalıyor.

Bu bulgular, bu tür makineler piyasaya çıkmadan önce Bitcoin geliştiricileri üzerinde kuantum dirençli imza şemalarını araştırma konusunda baskı yaratıyor. Önceki tahminlere göre, ilgili açık anahtarlar halihazırda ifşa edildiği için yaklaşık 6,9 milyon BTC potansiyel bir riske maruz kalabilir.

Bitcoin’in mevcut imza teknolojisinin değiştirilmesi, daha büyük işlem verisi gereksinimleri, mevcut cüzdanlarla uyumluluk sorunları ve aktif olmayan veya erişilemeyen adreslerde tutulan coin’lerin nasıl korunacağına dair zorlu bir soru da dahil olmak üzere, önemli zorluklar getirecektir.

Alice & Bob, kuruluşları işleyen bir kuantum saldırısını beklemek yerine, kuantum sonrası kriptografik korumaları benimsemeye başlamaları konusunda uyardı.

Değişikliklerin kapsamlı teknik inceleme ve geniş ağ koordinasyonu gerektirdiği Bitcoin için, kriptografik yeteneklere sahip bir kuantum bilgisayarın pratikte ne zaman ortaya çıkacağı belirsiz olsa da, tahminlerin azalması hazırlıkların önemini giderek artırabilir.