Monien näkemysten mukaan kvanttilaskenta (QC), joka käyttää atomin "pyöritystä" sähkövarauksen sijaan edustamaan binäärisiä ykkösiä ja nollia, kehittyy eksponentiaalisesti. Jos QC koskaan toteutetaan mittakaavassa, se voi olla siunaus ihmisyhteiskunnalle, mikä auttaa parantamaan satoa, suunnittelemaan parempia lääkkeitä ja suunnittelemaan turvallisempia lentokoneita.
Myös kryptosektori voisi tuottaa voittoa. Esimerkiksi juuri viime viikolla Kanadan keskuspankin tilaama projekti simuloi kryptovaluuttojen käyttöönottoa kanadalaisten rahoitusorganisaatioiden keskuudessa. käyttämällä kvanttilaskentaa.
"Halusimme testata kvanttilaskennan tehoa tutkimustapauksessa, jota on vaikea ratkaista klassisilla laskentatekniikoilla", sanoi Maryam Haghighi, Kanadan keskuspankin datatieteen johtaja lehdistötiedotteessa.
Mutta toiset ovat huolissaan siitä, että kvanttilaskenta voisi sen poikkeuksellisen "raa'an voiman" ansiosta myös murtaa lohkoketjun kryptografisen rakenteen, joka on palvellut Bitcoinia (BTC) niin hyvin sen perustamisesta lähtien. Todellakin, jotkut sanovat, että on vain ajan kysymys, milloin kvanttitietokoneet pystyvät tunnistamaan valtavat alkuluvut, jotka ovat BTC-yksityisen avaimen avainkomponentteja – olettaen, ettei vastatoimia kehitetä.
Näillä linjoilla äskettäin julkaistu paperi laskettu kuinka paljon kvanttitehoa tarvittaisiin BTC-yksityisen avaimen monistamiseen, eli "fyysisten kubittien määrä, joka tarvitaan avaimien 256-bittisen elliptisen käyrän salauksen katkaisemiseen Bitcoin-verkossa", kuten paperin kirjoittajat ovat selittäneet. liittyy Sussexin yliopistoon.
Tämä ei varmastikaan tule olemaan helppo tehtävä. Bitcoinin algoritmi, joka muuntaa julkiset avaimet yksityisiksi avaimille, on "yksi tapa", mikä tarkoittaa, että yksityisestä avaimesta on helppo luoda julkinen avain, mutta käytännössä mahdotonta johtaa yksityistä avainta julkisesta avaimesta nykyisten tietokoneiden avulla.
Lisäksi tämä kaikki pitäisi tehdä noin 10 minuutissa, mikä on keskimääräinen aika, jonka julkinen avain on alttiina tai haavoittuvainen Bitcoin-verkossa. Se olettaa myös, että julkinen avain on identtinen BTC-osoitteen kanssa, kuten useimmat Bitcoinin alkuaikoina ennen kuin tuli yleiseksi käytännöksi käyttää KECCAK-algoritmia julkisten avainten "hash" luomiseen BTC-osoitteiden luomiseksi. On arvioitu, että noin neljäsosa olemassa olevista Bitcoineista käyttää hajauttamattomia julkisia avaimia.
Nämä rajoitukset huomioon ottaen kirjoittajat arvioivat, että yhden Bitcoinin yksityisen avaimen läpäisemiseen tarvittaisiin 1.9 miljardia kubittia 10 minuutissa. Qubitit tai kvanttibitit ovat analogisia "biteille" klassisessa laskennassa. Vertailun vuoksi useimmat proto-QC-tietokoneet voivat nykyään kerätä 50–100 kubittia, vaikka IBM:n huippuluokan Eagle-kvanttiprosessori pystyy hallitsemaan 127 kubittia.
Toisin sanoen se on 127 kubittiä vastaan 1.9 miljardia, joka tarvitaan Bitcoinin turvallisuuden murtamiseen käyttämällä laajamittaista loukkuun jäävää ioni-kvanttitietokonetta, kuten AVS Quantum Science -paperissa ehdotetaan.
Mark Webber, Sussexin yliopiston spin-out-yrityksen Universal Quantumin kvanttiarkkitehti ja paperin johtava kirjoittaja, sanoi, "Arvioitu vaatimuksemme […] viittaa siihen, että Bitcoinia pitäisi pitää turvallisena kvanttihyökkäykseltä toistaiseksi, mutta kvanttilaskentateknologiat skaalautuvat nopeasti ja säännölliset läpimurrot vaikuttavat tällaisiin arvioihin ja tekevät niistä erittäin mahdollisen seuraavan 10 vuoden aikana."
Onko uhka todellinen?
Voisiko Bitcoinin tietoturva todella murtautua? "Uskon, että kvanttitietokoneet voivat murtaa kryptovaluutan", Japanin Ritsumeikan-yliopiston konetekniikan professori Takaya Miyano sanoi Cointelegraphille, "ei kuitenkaan muutaman vuoden, vaan 10–20 vuoden kuluttua."
Miyano johti äskettäin ryhmää, joka kehitti kaaokseen perustuvan stream-salauksen, joka on suunniteltu kestämään suurten kvanttitietokoneiden hyökkäyksiä.
David Chaum, joka kirjoitti viime vuonna Cointelegraphille, antoi myös hälytyksen - ei vain kryptokäyttöön mutta myös laajemmalle yhteiskunnalle:
"Ehkä pelottavinta yhteiskunnassa, joka on niin riippuvainen Internetistä, kvanttitason tietojenkäsittely vaarantaa kaikki digitaaliset infrastruktuurimme. Nykyaikainen internettimme perustuu kryptografiaan – koodien ja avainten käyttöön yksityisen viestinnän ja tietojen tallentamisen turvaamiseen.
Sillä välin kryptovaluutoilla, kuten Bitcoin ja Ether (ETH), "joille tämä käsite on perustavanlaatuinen, yksi riittävän tehokas kvanttitietokone voi tarkoittaa miljardien dollareiden arvon varastamista tai kokonaisen lohkoketjun tuhoamista kokonaan", Chaum jatkoi.
On yli 4 miljoonaa BTC:tä, "jotka ovat mahdollisesti alttiita kvanttihyökkäykselle", konsulttiyritys Deloitte arviot, numero, joka koostuu omistajista, jotka käyttävät tiivistämättömiä julkisia avaimia tai jotka käyttävät uudelleen BTC-osoitteita, toinen epäviisa käytäntö. Nykyisin markkinahinnoin se on noin 171 miljardia dollaria vaarassa.
Viimeaikaiset: Ajaako epäsymmetrinen tieto krypton villejä hintaheilahteluja?
"Henkilökohtaisesti uskon, että emme pysty tällä hetkellä tekemään hyvää arviota" ajasta, joka kestää ennen kuin kvanttitietokoneet voivat murtaa BTC:n salauksen, Itan Barmes, Deloitte Netherlandsin kvanttiturvallisuusjohtaja ja Maailman talousfoorumin projektitoveri. kertoi Cointelegraph. Mutta monet asiantuntijat arvioivat nykyään 10-15 vuotta, hän sanoi. Myös monet näistä arvioista on tarkoitettu salauksen rikkomiseen ilman aikarajoituksia. Kaiken tekeminen 10 minuutissa on vaikeampaa.
Muut kryptovaluutat, ei vain Bitcoin, voivat myös olla haavoittuvia, mukaan lukien ne, joissa on panostodistus (PoS) -validointimekanismi; Bitcoin käyttää proof-of-work (PoW) -protokollaa. "Jos lohkoketjuprotokolla paljastaa julkiset avaimet riittävän pitkäksi ajaksi, siitä tulee automaattisesti haavoittuvainen kvanttihyökkäyksiä vastaan", fyysikko ja Tim Byrnesin kvanttitutkimusryhmän jäsen New Yorkin yliopistossa Marek Narozniak kertoi Cointelegraphille. "Se voi antaa hyökkääjälle mahdollisuuden väärentää tapahtumia tai esiintyä estotuottajien identiteetin muodossa PoS-järjestelmissä."
Aika valmistautua
Näyttää siltä, että kryptoteollisuudella saattaa olla noin vuosikymmen aikaa valmistautua mahdolliseen QC-hyökkäykseen, ja tämä on ratkaisevan tärkeää. Narozniak huomautti:
"Aikaa on enemmän kuin tarpeeksi kehittää kvanttiturvallisia salausstandardeja ja löytää riittävät haarukat tällä hetkellä käytössä oleville lohkoketjuprotokolloille."
Deloitten Barmes viittasi uudempaan artikkeliin, kun häneltä kysyttiin, oliko hän varma, että kvanttijälkeinen salaustekniikka kehitetään ajoissa estämään hakkerit ennen kuin 10 minuutin raja rikotaan. mukana kirjoittamassa Ethereum-lohkoketjun kvanttiriskeistä, joka kuvaa kahden tyyppisiä hyökkäyksiä: tallennushyökkäystä ja kauttakulkuhyökkäystä. Ensimmäinen "on vähemmän monimutkainen toteuttaa, mutta suojautuakseen sitä vastaan sinun ei välttämättä tarvitse vaihtaa salausalgoritmia". Toisaalta hän kertoi Cointelegraphille:
”Kauttakulkuhyökkäystä on paljon vaikeampi toteuttaa ja sitä vastaan on myös paljon vaikeampi suojautua. On joitain ehdokasalgoritmeja, joiden uskotaan kestävän kvanttihyökkäyksiä. Niillä kaikilla on kuitenkin suorituskykyhaittoja, jotka voivat olla haitallisia lohkoketjun sovellettavuuden ja skaalautuvuuden kannalta."
Kilpakäsivarsi?
Se, mikä tällä alueella kehittyy, näyttää siis olevan eräänlainen kilpavarustelu – kun tietokoneet kasvavat tehokkaammiksi, on kehitettävä puolustusalgoritmeja uhkaa vastaan.
"Tämä yleinen kuvio ei todellakaan ole meille uutta", Narozniak sanoi. "Näemme sen myös muilla toimialoilla." Innovaatioita tuodaan esille ja toiset yrittävät varastaa niitä, joten kehitetään piratismin suojamekanismeja, jotka provosoivat entistäkin älykkäämpiä varkauslaitteita.
"Tästä kvanttiturvallisesta kryptografiatapauksesta tekee hieman erilaisen se, että kvanttialgoritmit saavat aikaan rajumman muutoksen. Loppujen lopuksi ne laitteet perustuvat erilaiseen fysiikkaan ja tarjoavat tietyille ongelmille erilaisen laskennallisen monimutkaisuuden", Narozniak lisäsi.
Itse asiassa QC hyödyntää kvanttimekaniikan hämmästyttävää laatua, jolloin elektroni tai atomihiukkanen voi olla kahdessa tilassa samanaikaisesti. Klassisessa laskennassa sähkövaraus edustaa tietoa joko 0:na tai 1:nä ja se on kiinteä, mutta kvanttilaskennassa atomihiukkanen voi olla sekä 0 että 1 tai 1 ja 1 tai 0 ja a 0 jne. Jos tämä ainutlaatuinen laatu voidaan hyödyntää, laskentateho räjähtää moninkertaiseksi, ja QC:n kehitys yhdessä Shorin algoritmin kanssa – joka kuvattiin ensimmäisen kerran teoreettiseksi mahdollisuudeksi vuonna 1994, mutta pian laajalle ulottuvaksi todellisuus – monet uskovat myös hajottaa RSA-salauksen, jota käytetään suuressa osassa Internetiä, mukaan lukien verkkosivustot ja sähköposti.
"Kyllä, tämä on erittäin kova ja jännittävä asekilpailu", Miyano kertoi Cointelegraphille. "Hyökkäät - mukaan lukien sivukanavahyökkäykset - kryptosysteemeihin ovat tulossa yhä tehokkaammiksi tietokoneiden ja koneissa käytettävien matemaattisten algoritmien kehityksen ansiosta. Mikä tahansa kryptojärjestelmä voi särkyä yhtäkkiä uskomattoman tehokkaan algoritmin ilmaantumisen vuoksi.
Taloudellisten suhteiden simulointi
Ei kuitenkaan välttämättä pitäisi olettaa, että kvanttilaskennan vaikutus kryptosektoriin olisi täysin haitallinen. Samuel Mugel, teknologiajohtaja Multiverse Computingista, joka johti yllä mainittua ohjelmaa Bank of Canadassa, selitti, että pilottiprojektissa he pystyivät simuloimaan taloudellisten suhteiden verkostoa, jossa yrityksen mahdollisesti tekemät päätökset olivat erittäin riippuvainen muiden yritysten päätöksistä, selittää edelleen Cointelegraphille:
"Tällaisia peliteoriaverkkoja on tavallisille supertietokoneille erittäin vaikea ratkaista, koska optimaalisemmat käyttäytymiset voivat jäädä huomiotta. Kvanttitietokoneilla on tapoja käsitellä tämäntyyppisiä ongelmia tehokkaammin."
Kvanttimekaniikkaan perustuvat laitteet tarjoavat mahdollisesti muita ainutlaatuisia mahdollisuuksia, lisäsi Narozniak: "Esimerkiksi toisin kuin klassisissa tiloissa, kvanttitiloja ei voida kopioida. Jos digitaaliset rahakkeet esitettäisiin kvanttitiloilla, ei-kloonauslause suojelisi niitä automaattisesti kaksinkertaiselta käyttämiseltä.
Viimeaikaiset: Krypto nähdään "rahan tulevaisuutena" inflaatiosta kärsivissä maissa
Kvanttikietoutumista voitaisiin käyttää myös kvanttiälykkäiden sopimusten turvaamiseen, Narozniak sanoi. "Tokenit voivat takertua sopimuksen täytäntöönpanon aikana, jolloin molemmat osapuolet ovat alttiita mahdollisille menetyksille, jos älykästä sopimusta ei toteuteta sovitulla tavalla."
Post-kvanttisalauksen kehittäminen
Kaiken kaikkiaan kvanttilaskennan aiheuttama uhka kryptomaailmalle näyttää todelliselta, mutta salauksen taustalla olevan kryptografian rikkominen vaatisi valtavasti voimaa, ja hakkereiden olisi myös työskenneltävä tiukkojen aikarajoitusten alaisina – heillä olisi vain 10 minuuttia tunkeutua yksityiseen BTC-avaimeen. esimerkiksi. Todellisuus Bitcoinin elliptisen käyrän salauksen rikkomisesta kvanttilaskennan avulla on myös vähintään vuosikymmenen päässä. Mutta alan on aloitettava pelotteiden kehittäminen nyt. "Sanoisin, että meidän pitäisi olla valmiita ajoissa, mutta meidän on alettava työskennellä vakavasti sen eteen", Barmes sanoi.
Itse asiassa huomattava määrä tutkimuksia tapahtuu nyt "post-kvanttiskriptossa", Kalifornian Berkeleyn yliopiston tietojenkäsittelytieteen osaston professori Dawn Song kertoi Cointelegraphille ja lisäsi:
"On tärkeää, että kehitämme kvanttikestävää eli post-kvantista kryptografiaa, jotta meillä on vaihtoehdot valmiina, kun kvanttitietokoneet ovat tarpeeksi tehokkaita todellisuudessa."
Lähde: https://cointelegraph.com/news/quantum-computing-to-run-economic-models-on-crypto-adoption