Физики из России создали первый в мире квантовый блокчейн

Физики из Российского квантового центра создали и проверили на практике первый в мире "квантовый блокчейн" – невзламываемую систему распределенного хранения данных, защищенную при помощи методов квантовой криптографии, и опубликовали инструкции по его сборке в электронной библиотеке arXiv.org Идея создания блокчейнов – защищенных баз данных, каждый блок в которых связан со всеми другими частями базы и не может быть подделан или изменен, появилась достаточно давно, около 30 лет назад. Несмотря на перспективность этой идеи, первое свое применение она нашла относительно недавно, в 2008 году, когда была создана первая криптовалюта на ее основе – биткоин. Подобные системы сегодня привлекают внимание финансистов и экспертов в области безопасности данных, так как блокчейн позволяет безопасно хранить записи обо всех транзакциях и валютных операциях, не опасаясь взлома. Это, как считают эксперты, позволит снизить расходы на защиту банков от взлома и позволит решать судебные споры между игроками рынка в "автоматическом" порядке. Помимо самой архитектуры блокчейнов, гарантом этого является то, что блокчейн является распределенной системой – постоянно обновляющиеся копии базы имеются на компьютерах всех его пользователей, и "нелегальное" изменение одной из них будет быстро обнаружено и пресечено. Квантовые компьютеры, как рассказывают Алексей Федоров из Российского квантового центра и его коллеги, смогут обойти оба этих препятствия в будущем — их почти неограниченные вычислительные мощности позволят злоумышленникам подделывать электронные подписи, которыми подписаны транзакции в блокчейне, и незаметно вносить изменения в него или не давать другим участникам сети пользоваться им. Для решения этой проблемы Федоров и его коллеги создали свою собственную версию блокчейна, которая позволяет использовать квантовую криптографию и системы квантовой передачи данных для защиты подобных баз данных от взлома. В ее рамках квантовые каналы связи, защищенные от взлома, используются для передачи данных о тех транзакциях, которые совершаются в настоящее время. Когда все участники блокчейна получают данные о готовящихся трансферах информации или денег, они проверяют благонадежность их участников и коллективно решают, стоит ли его занести в базу, попарно сравнивая полученные значения между собой. Подобный подход, как отмечают авторы статьи, защищает блокчейн только от отдельных "нечестных" участников транзакций, отправляющих противоречивые данные разным участникам сети, но и не дает гарантии защиты от полного захвата сети и подделки всей базы в целом. С другой стороны, по словам физиков, подобный взлом блокчейна – крайне сложная и фактически нерешаемая задача, так как она потребует захвата существенной части участников сети. Как рассказывают ученые, данный блокчейн был протестирован на недавно созданной трехузловой квантовой сети между отделениями "Газпромбанка" в Москве. Все попытки "злоумышленника", роль которого играл один из участников сети, внести ложные транзакции в базу данных провалились, что подтвердило работоспособность блокчейна. "По прогнозам экспертов на основе блокчейнов к середине 2020-х годов будет создаваться порядка $62 триллионов услуг. При этом эффект от нашей разработки может многократно увеличить объем рынка. Важно также, что эта технология создана и впервые опробована в России в реальных жизненных условиях", — заключают Федоров и его коллеги.