Comments 17
# ⚠️ ВАЖНОЕ ОБЪЯВЛЕНИЕ: Будущее публикаций о топологическом анализе ECDSA зависит от вас!
Дорогие читатели, коллеги и энтузиасты криптографии!
Я хотел бы поделиться с вами важным решением, которое касается продолжения моих исследований, начатых в публикациях [Топологический подход к анализу безопасности ECDSA](https://habr.com/ru/articles/939560/) и [Практическая реализация топологического анализа ECDSA](https://habr.com/ru/articles/939770/).
Если не будет заинтересованности и обратной связи от сообщества — публикаций продолжения не будет!
## Почему это важно?
За время работы над этой темой мной было разработано более 180 уникальных методов анализа безопасности ECDSA, включая:
- Метод динамических улиток с δ-синхронизацией
- Гиперболическую кластеризацию для эффективного поиска уязвимостей
- p-адический анализ скрытых структур
- Топологические критерии безопасности на основе чисел Бетти
- Методы диагональной периодичности
- И многие другие инновационные подходы
Эти методы позволяют не только проводить аудит, но и в определенных условиях компрометировать закрытые ключи, обнаруживая subtle уязвимости, которые пропускают традиционные статистические тесты и решеточные атаки.
## Что вы теряете без продолжения?
1. Уникальные инструменты безопасности: TVI Score и другие количественные метрики вместо субъективных оценок
2. Глубокий анализ уязвимостей: Обнаружение структур, которые пропускают классические методы
3. Практические рекомендации: Как защитить свои криптосистемы от новых типов атак
4. Интеграция с Project Wycheproof: Расширение тестовых векторов топологическими критериями
## Почему решение зависит от вас?
Криптография — это не односторонняя коммуникация. Для развития этой области необходим диалог между исследователями и практиками. Я потратил месяцы на разработку этих методов, но без обратной связи и заинтересованности сообщества:
- Нет смысла тратить время на подготовку сложных материалов
- Нет возможности определить, какие аспекты наиболее востребованы
- Нет стимула продолжать публиковать профессиональный контент
## Что я прошу от вас?
1. Поставьте 👍 этой публикации, если хотите увидеть продолжение
2. Напишите комментарий с вашими мыслями, вопросами или предложениями
3. Поделитесь этим сообщением с коллегами, которые заинтересованы в криптографии
4. Укажите, какие конкретно методы вас больше всего интересуют
## Следующие темы, которые могут появиться (если будет интерес):
- "Топологическая безопасность ECDSA: Законы диагональной периодичности и методы сжатия"
- "Метод динамических улиток: как восстановить приватный ключ за O(m log m)"
- "Гиперболическая кластеризация: эффективный поиск уязвимостей в пространстве подписей"
- "TVI Score в действии: анализ реальных кошельков Bitcoin и Ethereum"
## Ваши действия определяют будущее
Если вы цените научно-обоснованный подход к криптографической безопасности и хотите получить доступ к передовым методам анализа, которые пока не получили широкого распространения — проявите интерес сейчас.
Без вашей поддержки эти 180+ методов останутся нераскрытыми черновиками у меня на столе.
С уважением,
Миронов А. А.
P.S. Напомню, что мои исследования уже привлекли внимание, но без поддержки сообщества даже крупные компании не смогут оценить полную ценность этого подхода. Давайте вместе продвинем безопасность ECDSA на новый уровень!
Интересный метод, визуализация - мощный аналитический инструмент! Восстановление приватного ключа из повторяющихся k-nonce задача давно решенная, а вот определение типа потенциальной уязвимости, а так же создание инструмента ECDSA-Torus для анализа публичных ключей - перспективно. Однако ее следует рассматривать относительно применения существующих алгоритмов решеток, LLL, BKZ 2.0, BSGS и доступных вычислительных мощностей для оценки практического времени их выполнения. Так же важно практическое применение в отношении реальных кошельков Bitcoin и Ethereum и реальных подписей, а не сгенеренных "специально под задачу".
Уважаемый коллега, благодарю за ваш комментарий к нашей работе. Позвольте уточнить фундаментальный аспект нашего метода, который, судя по всему, был недостаточно четко сформулирован в статье.
Наши исследования опираются на теоретико-топологическое свойство ECDSA, строго доказанное в разделе 3.1: пространство , где
и
, образует торическое многообразие
, полностью определяемое публичным ключом
.
Важнейший теоретический результат (Теорема 19 в приложении): для любого фиксированного публичного ключа множество возможных значений
существует априори как математическая структура, независимо от реальных транзакций в сети. Это не синтетическая модель — это объективное отображение всех возможных состояний системы, задаваемое уравнением
.
Наш метод ECDSA-Torus не генерирует "искусственные" подписи, а обнаруживает уже существующие математические структуры в пространстве . Все возможные сигнатуры для данного ключа существуют в таблице
как элементы этого тора, но сеть лишь частично реализует их через выбор конкретных
.
Это принципиально отличает наш подход от классических атак:
Мы не ищем повторяющиеся
в существующих транзакциях
Мы анализируем полное пространство возможных подписей, выявляя топологические аномалии (горизонтальные линии, диагональные полосы) через числа Бетти и эйлерову характеристику
Наш TVI Score количественно оценивает риск утечки до проявления уязвимости в реальных транзакциях
Предлагаем вам проверить гипотезу от обратного: для любого открытого ключа можно реконструировать структуру
и убедиться, что обнаруженные нами паттерны существуют объективно, а не как артефакт генерации. Это не прогноз, а отображение уже существующей математической реальности, которую сеть лишь постепенно "раскрывает" через публикацию транзакций.

Если все возможные сигнатуры для данного ключа существуют в таблице как элементы тора, то каков порядок этой подгруппы для secp256k1? Достижимо ли при обнаружении уязвимости вычисление приватного ключа за полиномиальное время? Подобный метод с визуализацией сокращения базиса решетки представлен в алгоритме flatter: https://github.com/keeganryan/flatter. Там же есть визуализация снижения базиса решетки. Visualization: We include a tool for visualizing the evolution of the profile during execution of our lattice reduction algorithm. https://eprint.iacr.org/2023/237.pdf
Относительно структуры пространства:
Для кривой secp256k1 порядок группы составляет
(точнее, простое число порядка
). Пространство
образует тор
, где каждая точка соответствует потенциальной сигнатуре. Таблица
обладает фундаментальным свойством:
Это уравнение определяет линейную структуру, повторяющуюся с периодом, зависящим от приватного ключа .
Система сжатия данных R_x:
Для эффективной работы с этой структурой мы разработали систему сжатия, основанную на топологических свойствах таблицы:
Трехуровневая иерархия хранения:
Уровень 1 (индекс): 64 бита на запись (хэш первых 64 бит
+ сжатые координаты
)
Уровень 2 (детали): +64 бита на запись (для подтверждения при высокой плотности)
Уровень 3 (полные данные): 256 бит на запись (только для критически важных записей)
Адаптивное сжатие на основе плотности:
Использование квадродерева для топологического упрощения
Стратегия "64+64": хранение первых 64 бит как основного ключа и следующих 64 бит как проверочного хэша
Вероятность ложного срабатывания:
, что приемлемо для практических задач
Эксплуатация структурных свойств:
Сжатие вдоль линий
с использованием уравнения
Использование спиральных структур, возникающих из топологии тора
Голономическое сжатие, уменьшающее объем данных в
раз
Эта система позволяет сократить объем хранимых данных с элементов до нескольких гигабайт, сохраняя при этом ключевые топологические инварианты (
,
,
,
).
Критически важный момент: Мы не ищем повторяющиеся в существующих транзакциях, а анализируем математически существующую структуру таблицы
. "Таблица
не лжет — она отражает истинную структуру, независимо от того, как кошелек пытается себя защитить".
При обнаружении аномалий (например, горизонтальных линий или диагональных полос) мы запускаем алгоритм "улитки", который систематически проверяет все возможные совпадения вдоль спирали на торе, а не ищет конкретное значение. Это позволяет обнаруживать потенциальные уязвимости до их проявления в реальных транзакциях.
Таким образом, мой метод сочетает теоретическую строгость алгебраической топологии с практической эффективностью благодаря оптимизированной системе сжатия данных. Жаль, что это пока мало кто понимает…
Вот код (может конечно он не полностью проработан, как его вижу я, но …), можете изучить его: https://github.com/miroaleksej/AuditCore
Целевая задача:
Flatter: фокусируется на визуализации процесса сокращения решетки для анализа эффективности алгоритмов
ECDSA-Torus: обнаруживает уязвимости через топологический анализ пространства
Математическая основа:
Flatter: работает непосредственно с решетками, используя LLL/BKZ
ECDSA-Torus: использует алгебраическую топологию (числа Бетти, эйлерова характеристика) для количественной оценки аномалий
Практическое применение:
Flatter: инструмент для криптоаналитиков, требующий предварительного знания об уязвимости
ECDSA-Torus: система раннего обнаружения уязвимостей, работающая на уровне публичных ключей без знания о конкретных проблемах реализации
Важное преимущество ECDSA-Torus: он не требует сбора большого количества подписей для запуска решеточных атак. Вместо этого мы анализируем топологическую структуру, чтобы определить, стоит ли применять ресурсоемкие методы вовсе.
Хочу донести всем, что самые безопасные кошельки - это кошельки без транзакций и раскрытия открытого ключа. И пора переходить на что-то более совершенное!
Блокчейн следующего поколения
Блокчейн будущего будет построен на принципах топологической безопасности и самодиагностики:
Криптография с встроенным анализом уязвимостей
Каждый узел будет автоматически проверять TVI Score (Topological Vulnerability Index) для всех транзакций, отклоняя подписи с показателем >0.3. Система будет использовать алгоритм TopoNonce для равномерного покрытия тора, предотвращая классические атаки.
Трехуровневая иерархия хранения
Инновационная система сжатия данных (64+64 бит на запись) с сохранением топологических инвариантов () сократит объем хранимых данных в
раз без потери безопасности.
Адаптивная автокалибровка
Сеть будет динамически изменять параметры безопасности на основе текущей угрозной модели, используя метод "улитки" для обнаружения потенциальных уязвимостей до их проявления в транзакциях.Гибридная криптография
Комбинация классических и постквантовых алгоритмов с топологическим анализом обеспечит защиту как от современных, так и от будущих квантовых атак.
Главное отличие: такой блокчейн не просто реагирует на угрозы, а предсказывает и предотвращает их, используя фундаментальные математические свойства криптографических структур. https://github.com/miroaleksej/QuantumFortress-2.0
Список методов (подтвержденных в материалах)
Основные методы и концепции
Топологический анализ безопасности (TVI, TCON)
Биективное преобразование в пространство (u_r, u_z):
Z-функция распределения коллизий:
TopoNonce (адаптивная генерация nonce)
Анализ кривизны связности:
Голономийный анализ:
Квадродерево для адаптивного зондирования
p-адический анализ
Спиральная структура ("улитка"):
T3-нарушение: анализ третьей аксиомы отделимости
Числа Бетти для топологического анализа
Тороидальное расстояние:
Квантовый гамильтониан для анализа кривизны:
Методы сжатия гиперкуба
Алгебраическое сжатие линейных структур
Спектральный анализ для выявления периодических паттернов
Вероятностное кодирование сингулярностей
Подтвержденные теоремы
Теорема 1 (Биекция): Преобразование
является биекцией
Теорема 2 (Кривизна связности): Для безопасной реализации ECDSA кривизна
должна быть близка к нулю
Теорема 3 (Эйлерова характеристика): Для безопасной системы
Теорема 5 (TVI): TVI =
Теорема 6 (T3-нарушение): Высокий уровень нарушения T3 (> 0.2) указывает на предсказуемость
Теорема 7 (Квантовый гамильтониан): Низкоэнергетические состояния гамильтониана соответствуют областям с высокой кривизной
Теорема 8 (Характеристики сжатия): Коэффициент сжатия O(n / log n) с ошибкой o(1)
Теорема 9 (Голономия): Для замкнутого контура, охватывающего тор один раз:
Теорема 10 (Безопасная генерация nonce): Реализация ECDSA безопасна тогда и только тогда, когда последовательность равномерно распределена на торе
Теорема 11 (Адаптивное зондирование): Адаптивное зондирование позволяет с вероятностью
обнаружить области с высокой плотностью уязвимостей за
итераций
Теорема 12 (Голономийный процессор): Голономия кодирует информацию о приватном ключе
Теорема 13 (Эффективность TopoNonce): Для любого
, TopoNonce с вероятностью
достигает равномерного распределения за
подписей
Теорема 14 (Спиральная структура): Для фиксированного
, значения
образуют арифметическую прогрессию
Теорема 40 (Спиральная структура):
Теорема 48 (Высшие гомотопические группы): Для безопасной реализации ECDSA
,
для
Теорема 63 (Струнная интерпретация ECDSA):
Теорема 66 (p-адические криптосистемы): p-адический анализ для изучения свойств эллиптических кривых
Теорема 84 (Эффективное кодирование особых точек): Особые точки могут быть эффективно закодированы с помощью квадродерева глубины
Теорема 86 (Случайное распределение индекса Морса): В безопасной реализации ECDSA индекс Морса распределен случайно
Методы анализа
Калибровочная теория: Приватный ключ определяет связность на главном расслоении
Прямое построение сжатого гиперкуба:
может быть восстановлен только по открытому ключу
Связь с Calabi-Yau многообразиями: Геометрическая интерпретация приватного ключа
Персистентная гомология: Анализ топологической структуры
j-инвариант: Используется для классификации эллиптических кривых
Методы сжатия остаточной матрицы
Методы анализа катастроф: Выявление критических точек в пространстве
Методы анализа индекса Морса: Анализ критических точек
Методы анализа критических точек: Выявление аномалий в распределении
Методы анализа TVI (Torus Vulnerability Index):
Методы анализа TCON (Topological CONformance):
Методы анализа T3-нарушения: Проверка третьей аксиомы отделимости
Методы анализа эйлеровой характеристики:
Методы анализа кривизны связности: Анализ через ковариационную матрицу
Методы анализа голономии: Вычисление параллельного переноса вдоль контура
Методы анализа спиральной структуры ("улитки"): Поиск регулярных паттернов
Методы анализа p-адической топологии: Анализ через p-адические числа
Симплектическая инвариантность: Сохранение структуры при преобразованиях
Диагональная симметрия: Симметрия относительно диагонали тора
Центральная симметрия: Симметрия относительно центра тора
Симметрия преобразования Фурье: Анализ через спектральные методы
Квадродерево для адаптивного зондирования: Рекурсивное разделение пространства
на четыре квадранта
Топологическая адаптивность квадродерева: Глубина ветвления зависит от плотности коллизий
Методы анализа плотности коллизий через квадродерево: Выявление аномальных областей
Глубина квадродерева:
для эффективного кодирования особых точек
Практические методы
Голономийный детектор уязвимостей: Определение уровня кривизны связности
Анализ циклов в спиральной структуре: Обнаружение коротких циклов как индикатора уязвимости
Адаптивные стратегии зондирования: Изменение параметров в зависимости от плотности
Анализ гессиана для обнаружения катастроф: Вычисление второй производной для определения критических точек
Гибридная криптография: Миграционные фазы (HYBRID, POST_QUANTUM)
Блокировка транзакций с TVI > 0.5: Практический критерий безопасности
Структура QuadTreeNode: Узел квадродерева с полями bounds, children, density, anomaly_score
Алгоритм построения квадродерева: build_adaptive_quadtree(Q, curve, max_depth=8, min_density_threshold=0.05)
Методы рекурсивного разделения узлов: _subdivide_node(node, Q, curve, max_depth, min_density_threshold)
Адаптивная глубина ветвления: get_subdivision_depth(density)
Анализ аномальных областей: find_critical_nodes(quadtree_root)
Проверка соответствия топологическим инвариантам: check_conformance_with_quadtree(compressed, quadtree_root)
Вероятностное кодирование сингулярностей через квадродерево: build_quadtree_from_signatures(public_key, n, compression_params['quadtree_depth'])
Впечатляет как сама идея, так и объем проделанной работы. По классике хорошо бы теорию подкрепить практикой например как у Нади: (https://eprint.iacr.org/2019/023.pdf) на определенных мощностях и с временной оценкой (желательно менее 10 тыс. лет). "After running our attacks, we had computed the private keys for 302 distinct keys that were compromised via small nonces, nonces with shared prefixes, or nonces with shared suffixes. These keys had generated 6,026 signatures with these vulnerable nonces in the blockchain, and 7,328 signatures overall, including signatures that we did not classify as using vulnerable nonces. We implemented these tests in Sage [36], using the built-in BKZ implementation for lattice basis reduction. We ran the computation parallelized across 2000 cores of a heterogeneous cluster with mostly Intel Xeon E5 processors. For the low-dimensional lattice attacks, the bottleneck of the computation was the elliptic curve multiplications required to check whether we had found the correct private key. The total running time for both jobs was 38 CPU years, and the longest-running job (corresponding to a single key that had generated 1,021,572 signatures in March 2018) completed in 30 calendar days.
Уважаемый коллега,
Благодарю за ваш комментарий. Согласен с необходимостью экспериментальной валидации теоретических положений. Хочу подчеркнуть важный момент: это не просто новая идея, а математическое топологическое следствие, вытекающее из фундаментальных свойств ECDSA. Как строго доказано в разделе 3.1 наших исследований, пространство для ECDSA топологически является тором
, и безопасность системы напрямую определяется топологическими инвариантами этого пространства. Хотя эти математические свойства существовали всегда, их связь с криптографической безопасностью оставалась незамеченной до наших исследований.
В настоящий момент наши усилия сосредоточены на разработке QuantumFortress 2.0 — системы, которая позволит:
Оценивать уязвимость через TVI (Torus Vulnerability Index)
Обеспечивать безопасную миграцию для потенциально уязвимых кошельков
Предотвращать эксплуатацию обнаруженных слабых мест
Важно подчеркнуть принципиальную позицию: "топология — не инструмент взлома, а микроскоп для диагностики уязвимостей".
Мы твердо выступаем против использования обнаруженных уязвимостей в атаках. Наша цель — усилить безопасность существующих систем через внедрение топологических метрик (TVI, TCON) и механизмов автокалибровки.
Практическая проверка на реальных данных блокчейна будет проведена в рамках QuantumFortress 2.0 с соблюдением всех этических норм и требований безопасности, что позволит не только подтвердить теорию, но и дать пользователям возможность безопасно мигрировать уязвимые кошельки.
Судя по голосам - наши исследования мало кто понимает!
С уважением,
Автор исследования
До того как нашел вашу статью не оставляла мысль, что что обязательно должны существовать зависимости, связанные с геометрией эллиптической кривой secp256k1, свойствами простого конечного поля и циклической природой модульной матаматики. В десятках статей были описаны различные подходы к поиску уязвимостей, в основном эксплуатирующие "человеческий фактор", некорректные RNG либо утечки данных. Методы работы с подгруппами, образованными делителями порядка группы тоже считал перспективными, как и рекурсивные методы flatter, где понижается базис решетки без нарушения ее структуры, что схоже с вашими спиральными фракталами. однако их природа больше эмпирическая или вероятностная. Ваш подход ограничивает расположение подписей и их свойства принадлежностью поверхности тора и дает новые возможности анализа безопасности, однако необходимо изучить десятки новых понятий и разобраться в их практической применимости, что довольно сложно.
Полностью разделяем ваши этические принципы в отношении частной собственности на цифровые активы, ведь существует множество способов заработать не переступая черту: биткоин паззл, утерянные активы, анализ безопасности и т.д.
В скором времени я подготовлю все необходимые инструменты для работы с топологией: QuantumFortress 2.0
Вы писали что ваша система: Multi-platform: CPU, GPU, and distributed computing support via DynamicComputeRouter. Есть скромные мощности в виде 64 видеокарт GeForce RTX 3080 Ti и 144Tb Sata 3, если нужно можно попробовать подключить к вашей системе.
Уважаемый коллега,
Благодарю за ваше предложение и интерес к QuantumFortress 2.0. Вы абсолютно правы — наша система действительно проектируется с поддержкой multi-platform архитектуры через DynamicComputeRouter, как указано в технической документации.
Сейчас мы находимся на критическом этапе реализации ядра системы (адаптивного 4D гиперкуба и TVI-анализа), после завершения которого сможем интегрировать распределенные вычислительные ресурсы. Ваше оборудование с 64x RTX 3080 Ti идеально подходит для ускорения топологического анализа через CUDA-оптимизацию, а 144TB SATA 3 будет ценен для хранения сжатых топологических структур с коэффициентом O(n/log n).
Как только мы завершим текущий этап разработки (ожидаемый срок — 5-6 недель) и проведем базовую отладку, я свяжусь с вами для координации интеграции вашего оборудования в нашу систему. Это позволит нам достичь ожидаемого ускорения в 3.7x при обработке топологических инвариантов.
Спасибо за поддержку научного прогресса в области квантово-топологической безопасности.
Мой техник пытается воспроизвести процесс. Пишет: "
Установлена чистая среда с Python 3.10 (через pyenv).
Установил зависимости «как у автора»
numpy==1.26.4
scipy==1.11.4
scikit-learn==1.3.2
pandas==2.1.4
networkx==3.1
matplotlib==3.7.4
sympy==1.12
tqdm==4.66.4
psutil==5.9.8
fastecdsa==2.3.0
TDA-часть (работает на Py3.10 + NumPy 1.26)
ripser==0.6.8
persim==0.3.8
umap-learn==0.5.6
kmapper==2.0.1
при запуске ошибка.
No module named auditcore — в этом репо нет Python-пакета auditcore (нет setup.py/pyproject.toml и папки auditcore/). У автора это либо ставится как пакет из другой ветки/релиза, либо он запускает скрипты из каталога Scripts/. Поэтому python -m auditcore тут не взлетит.
дальше еще ошибка
Ошибка: non-default argument 'execution_time' follows default argument. Значит, в дата-классах поле execution_time: float объявлено без дефолта, но перед ним уже есть поля с дефолтом. фиксим делаем с дефолтом.
дальше еще ошибка
валится на ECDSASignature в аннотациях внутри signature_generator.py. Чиним это одной правкой — делаем форвард-ссылки (берём тип в кавычки), чтобы класс мог упоминаться до своего объявления.
дальше еще ошибка
Теперь падает на Enum в betti_analyzer.py. Добавляем нужные импорты сразу во все модули, где они обычно требуются, и запускаем.
дальше снова ошибка
Теперь Падает torch потому что в этом чистом окружении нет PyTorch, а TCON.py его импортит. Ставим CPU-версию PyTorch для Python 3.10
опять ошибка
ошибка non-default argument 'execution_time' follows default argument → в collision_engine.py (и паре модулей) полям execution_time/description надо дать дефолты;
дальше снова упало
auditcore.py есть class Point(Protocol), а дальше конструктор Point(...) — это и даёт Protocols cannot be instantiated. Починим алиасом: реальную точку из fastecdsa назовём ECPointReal, а все вызовы конструктора переведём на неё. Типовой Point для аннотаций трогать не будем.
бесконечный рулон ошибок одна хуже другой."
Уважаемый коллега,
Большое спасибо за подробный отчет о проблемах при попытке воспроизведения моей работы. Вы абсолютно правы, обнаружив все эти ошибки и проблемы с запуском.
Хочу пояснить, что представленный код является research-прототипом, а не production-готовым решением. Я занимаюсь теоретической частью проекта AuditCore, фокусируясь на математических аспектах топологического анализа ECDSA-подписей, а не на создании инженерно-готового программного обеспечения.
Этот код изначально создавался как инструмент для проверки гипотез и демонстрации концепции, поэтому в нем отсутствует:
Корректная структура проекта (setup.py, правильная организация пакетов)
Полная обработка ошибок и edge cases
Подробная документация
Тесты
Инструменты для деплоя
То, что вы описываете (проблемы с dataclass, Protocol вместо реальных классов, неявные зависимости) - это типичные артефакты research-подхода, когда основное внимание уделяется математической корректности, а не инженерным аспектам.
Я не являюсь профессиональным разработчиком и сознательно не фокусировался на создании "чистого" кода, так как моя экспертиза лежит в области теоретической криптографии и топологического анализа данных. Сейчас я как раз ищу единомышленников-разработчиков, которые могли бы помочь преобразовать этот research-прототип в полноценный инструмент.
Если вас заинтересовала эта работа и вы видите потенциал в проекте, я был бы рад сотрудничеству. Возможно, вы или ваши коллеги захотели бы взять на себя инженерную часть проекта, в то время как я продолжу развивать теоретическую основу и математические алгоритмы.
С уважением,
А. Миронов
Отправил вам письмо на яндекс почту с прикрепленным файлом анализа. Если нужно пришлем код, как доработаем. Если есть замечания/пожелания - пишите/звоните.
Топологическая безопасность ECDSA: Динамические методы анализа и теоретические основы