Не успели децентрализованный блокчейн и криптовалюты найти свое место в правовом поле, как им уже угрожает сам технологический прогресс. Основа работы и безопасности многих блокчейнов строится на том, как трудно делать масштабные математические вычисления для их взлома. Но что, если все эти вычисления будут по силам квантовым компьютерам?
Методы взлома криптографии с помощью квантовых компьютеров еще не функционируют, но название и стратегия для них уже есть — «Harvest Now, Decrypt Later» или «собирай сейчас, взломай потом».
2026 год уже называют годом квантовой безопасности. Индустрия готовится переходить на квантово-защищенные технологии. Считают, что ближайшие 5-10 лет определят, продолжит блокчейн работать или станет слишком зависим от скорости прогресса в квантовых вычислениях.
Решением становится квантовый блокчейн — рассказываем, что это за технология, кто ей занимается и какие у нее перспективы.
Квантовый блокчейн: суть и краткая история
Когда говорят о «квантовом блокчейне», имеют в виду не одну технологию, а несколько подходов, которые часто путают.
Блокчейн, защищенный квантовой криптографией
Это наиболее практичный вариант на ближайшие 10-15 лет. Это значит, что базовая структура блокчейна остается классической, но вместо традиционных алгоритмов шифрования используют одно из двух:
Квантовозащищенные классические алгоритмы. Например, патент US12476816B2 еще 2023 года описывает по сути обычный блокчейн, но «перешитый» на пост‑квантовые криптографические алгоритмы и специально заточенный под хранение audit-логов (записей событий и изменений), а не только транзакций;
Квантовое распределение ключей (QKD). Это работа над защитой путей передачи криптографических ключей. Подразумевается, что они будут передаваться с использованием квантовых свойств фотонов. Тогда по законам квантовой механики любая попытка перехватить или измерить состояние фотона изменит его, и обе стороны немедленно это заметят.
Для второго тоже есть патенты. Среди свежих — патент на метод квантового распределения ключей от Airbus SAS, опубликован в 2025 году. И патент на квантовое распределение ключей для обработки данных внутри дата-центра — заявка еще от 2021 года, но опубликован он только в 2025.
Полностью квантовый блокчейн
Это теоретическая концепция, которую предложили российские ученые — Алексей Федоров с коллегами из РКЦ «Курчатовский институт» в 2017 году.
Идея в том, что вся система — от распределения ключей до верификации данных — использует квантовые явления. В основе стоит квантовая запутанность. Это квантово-механическое явление, при котором состояние одной частицы мгновенно коррелирует с состоянием другой, даже на расстоянии.
Тогда, очень грубо говоря, если блоки закодировать так, чтобы они вели себя как запутанные во времени фотоны, то попытки изменить любой предыдущий блок будут приводить к коллапсу, и это измерение можно будет мгновенно засечь. В итоге, если блоки классического блокчейна невозможно изменить из-за законов математики, блоки квантового блокчейна защищают законы физики.
QKD нацелена на то, чтобы создать идеальный, физически защищенный канал, и дальше использовать его где угодно. А концепция Федорова в том, чтобы построить блокчейн так, чтобы его наиболее уязвимое место — подписи и аутентификация — сразу же были реализованы на квантовых коммуникациях, и тогда сам блокчейн станет квантово‑готовым.
У команды Фёдорова есть российский патент RU2755672 «Способ безопасного хранения и обновления данных в распределенном реестре с помощью сетей квантовых коммуникаций» от 2021 года. Прототип этой концепции они тестировали на сетях Газпромбанка.
В мировой практике есть разные патенты, близкие концепции Федорова, но не описывающие ее в точности.
Патенты типа US10708046B1 описывают системы, в которых фотоны используются как носители ключей и затем интегрируются в блокчейн‑подписи. Акцент на устойчивости к квантовым атакам через квантовую криптографию, а не на блокчейне как таковом на квантовых коммуникациях.$
Патент US11477015B1 от Rigetti & Сo описывает цепочку, где сами блоки могут содержать квантовые состояния (не только классические данные), и обновление состояния регистра связано с операциями над квантовым процессором;
Некоторые китайские патенты типа US11438149B2 на «MDI‑QKD в древовидной сети» описывают инфраструктуру квантовой коммуникации и распределения ключей, но не связывают с блокчейном напрямую.
Полноценный квантовый блокчейн требует квантовой сети, соединяющей все узлы, что на текущем уровне развития технологий — чисто гипотетический сценарий. Исследователи сопоставляют такой блокчейн с машиной времени — потому что для него нужна запутанность во времени, а не пространстве. Так что в практическом смысле индустрия сосредоточена на первом подходе.
Так как собираются защищать блокчейн
В ведущих и наиболее практичных методах защиты блокчейна можно выделить:
Квантовое распределение ключей (QKD)
Две стороны обмениваются криптографическими ключами, используя квантовые фотоны. То есть каждый фотон кодирует бит ключа через квантовое состояние, несет в себе информацию. Если кто-то попытается перехватить фотон, его состояние изменится, и стороны об этом узнают.
Например, технологию описывает патент на блокчейн-сеть на основе квантовых ключей и метод безопасной передачи данных (US20240430080A1). Подразумевается, что благодаря фундаментальным свойствам квантовых состояний:
невозможности точного клонирования;
неизбежному «срыву» состояния при перехвате;
истинной квантовой случайности,
Система будет гораздо безопаснее. Теоретически, результат будет устойчив к любому вычислителю, а не только к классическим компьютерам. Похожую идею, но с более пошаговым планом внедрения, описывает патент US12219052B2. Также уже есть патенты на устройство для реализации таких сетей. Например, US20240007277A1 на «Сетевое устройство для квантового распределения ключей и метод работы сети QKD».
Главная проблема — QKD нужны либо прямое ��птоволокно для передачи данных, либо спутниковая линия связи между узлами. Это экономически нецелесообразно для глобальной сети с тысячами узлов.
Квантовая криптография (Post-Quantum Cryptography, PQC).
Это классические алгоритмы, которые математически устойчивы к атакам квантовых компьютеров. Они основаны на сложности задач, которые даже квантовые алгоритмы не могут решить. Грубо говоря, это усложнение существующей модели блокчейнов. Сейчас это самое масштабируемое решение:
NIST уже стандартизировал первые PQC-алгоритмы в августе 2024. ML-KEM (Kyber) для обмена ключами, ML-DSA (Dilithium) и SLH-DSA (SPHINCS+) для цифровых подписей. В апреле 2025 добавлен пятый алгоритм — HQC (Hamming Quasi-Cyclic).
Уже есть подходящая аппаратура. Например, вот патент 2023 года на «Защищенный процессор для постквантового криптографического алгоритма CRYSTALS-KYBER».
Вот примеры патентов в этом направлении:
US12368581B2 на «Систему и метод криптографической обработки с использованием табличного преобразования арифметических значений». Заявка от 2023 года, для систем защиты от атак по сторонним каналам (side-channel атак).
US20250007693A1 на «Метод и устройство для снижения накладных расходов на производительность, связанных с использованием KYB-технологии для безопасного обмена ключами». Заявка тоже 2023 года, от Intel, система должна оптимизировать производительность систем для квантовой защиты.
US12309263B2 на Постквантовую криптографию для защиты систем. Патент IBM 2021 года, описывает специализированная среда для запуска PQC на edge-устройствах (IoT, мобильные узлы).
Преимущество PQC в том, что алгоритмы работают на классических компьютерах и могут быть внедрены в существующую инфраструктуру без замены оборудования. Недостаток в том, что такой подход делает ключи значительно больше, что также делает «крупнее» сами блоки, сокращает скорость обработки, требует больше энергии и перегружает систему.
Квантовые источники случайных чисел
Для криптографии критически важна истинная случайность. Квантовые эффекты (например, расщепление фотонов на полупроводнике) обеспечивают непредсказуемость, которую классические генераторы не гарантируют. Случайные числа используют для генерации ключей и при консенсусе (согласия) в блокчейне.
Среди примеров патентов — US12015705B1 2021 года на «Проверенную генерацию квантовых случайных чисел для криптографических приложений» от Google.
Технологию могут использовать для генерации приватных ключей, выбора валидаторов в консенсусе Proof-of-Stake и других аспектах.
Про ключевые компании и страны, разрабатывающие квантовый блокчейн мы поговорим в следующем материале.
О сервисе Онлайн Патент:
Онлайн Патент — цифровая система № 1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech‑решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн‑Патент и получите доступ к следующим услугам:
Онлайн‑регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;
Опции ускоренного оформления услуг;
Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;
Мониторинги новых заявок по критериям;
Онлайн‑поддержку специалистов.
