Компания Zakura, специализирующаяся на создании программного обеспечения для узлов сети Zcash, представила инновационный подход к сохранению конфиденциальности пользователей в эпоху зарождающихся квантовых вычислений. Ведущий разработчик Адам Такер описал концепцию «постквантовых несвязываемых обменов» (post-quantum unlinkable swaps), которая позволяет нейтрализовать потенциальную угрозу без необходимости проведения глобального обновления сети.
В настоящее время архитектура «экранированных» транзакций Zcash надежно скрывает отправителя, получателя и сумму перевода. Однако системная уязвимость кроется в механизме аудита: для каждого аккаунта генерируется единый ключ просмотра входящих операций, который криптографически привязан ко всем адресам пользователя. Хотя классические компьютеры не способны восстановить этот мастер-ключ, зная лишь публичный адрес, мощный квантовый компьютер, вооруженный алгоритмом Шора, теоретически может взломать данную защиту. В таком сценарии злоумышленник получит доступ не только к суммам и метаданным конкретных платежей, но и сможет деанонимизировать всю историю операций, связав разрозненные адреса в единый финансовый профиль.
Наиболее острая проблема, по словам Такера, наблюдается при использовании кроссчейн-сервиса NEAR Intents. При обмене ZEC на другие активы «экранированный» адрес пользователя принудительно записывается в публичный реестр блокчейна NEAR в качестве адреса для возврата средств (даже если сам возврат не требуется). Поскольку все эти адреса принадлежат одному аккаунту, компрометация хотя бы одного из них квантовым методом приведет к цепной реакции и раскрытию всех остальных связанных адресов. К маю текущего года через этот шлюз в сети Zcash прошло от 600 до 700 миллионов долларов, что делает потенциальный риск весьма масштабным.
«Пока не внедрено обновление Tachyon, существует критическая уязвимость: публикация даже одного «экранированного» адреса дает квантовому компьютеру ключ к связыванию всех когда-либо полученных на него платежей и выявлению других адресов, использующих тот же ключ просмотра», — предупредил Такер.
В качестве оперативного и элегантного решения команда Zakura предлагает изменить логику генерации ключей. Вместо одного общего ключа просмотра, система должна создавать уникальный, изолированный incoming viewing key для каждого адреса, который подлежит публикации во внешних сетях. При этом основной ключ расходования средств (spending key) останется неизменным и надежно защищенным. В этом случае, даже если квантовый алгоритм взломает один опубликованный адрес, ущерб будет строго локализован: злоумышленник увидит только операции по этому конкретному адресу, но не сможет связать их с остальной финансовой деятельностью пользователя, сохранив тем самым фундаментальную приватность экосистемы Zcash.