Kvanttihätä: Ethereumin kilpailu aikaa vastaan

Ethereum valmistautuu kvanttiuhkia vastaan. Miten yhteisö suhtautuu Buterinin uuteen ehdotukseen ja kuinka todellinen vaara on?

Kvanttilaskentatekniikan eksponentiaalinen edistyminen asettaa pelottavan haasteen lohkoketjualustoille, mikä saattaa heikentää näiden verkkojen perustana olevia tietoturvaprotokollia, eikä Ethereum (ETH) ole poikkeus. 

Vastauksena tähän kiireelliseen huoleen Vitalik Buterin, yksi Ethereumin perustajista, on johtanut keskusteluja Ethereum-tutkimuksesta, jonka tavoitteena on käsitellä ja lieventää kvanttilaskentaan Ethereumiin tuomia haavoittuvuuksia.

Syventäminen Buterinin strategiaan 

Buterin ennakoi mahdollisen "kvanttihätätilan", jossa kvanttilaskentaominaisuuksien tulo voi johtaa Ethereumin omaisuuden laajamittaiseen varkaukseen.

Tämän uhkaavan uhan torjumiseksi Buterin ehdotti monitahoista lähestymistapaa alkaen Ethereum-verkoston hard forkista. 

Tämä kova haarukka kelaaisi verkon tehokkaasti takaisin tilaan ennen mahdollisia varkauksia, mikä vaatisi käyttäjiä ottamaan käyttöön uuden lompakkoohjelmiston, joka on suunniteltu estämään tulevat hyökkäykset.

Buterinin strategian keskiössä on uuden tapahtumatyypin käyttöönotto, joka on kuvattu Ethereum Improvement Proposal (EIP) 7560:ssa. Tämä tapahtumatyyppi hyödyntää kehittyneitä salaustekniikoita, mukaan lukien Winternitz-allekirjoitukset ja nolla-tietoturvateknologiat, kuten STARKs, joiden tarkoituksena on suojata quantum-tapahtumat hyökkäyksiä suojaamalla käyttäjien yksityisiä avaimia altistumiselta.

Lisäksi Buterin kannattaa ERC-4337-tilin poistamisen integrointia älykkäisiin sopimuslompakoihin, mikä lisää turvallisuutta estämällä yksityisten avainten paljastumisen allekirjoitusprosessin aikana. 

Tilin poistaminen toimii "älykkäiden sopimusten lompakkona", jonka avulla käyttäjät voivat olla vuorovaikutuksessa Ethereum-verkon kanssa ilman, että he omistavat yksityisiä avaimiaan tai tarvitsevat ylläpitää Etheriä tapahtumakuluja varten.

Kvanttihätätilanteessa käyttäjät, jotka eivät ole suorittaneet tapahtumia Ethereum-lompakoistaan, pysyisivät suojattuna, koska vain heidän lompakkoosoitteensa ovat julkisia. 

Buterin ehdotti myös, että ehdotetun kovahaarukan toteuttamiseen tarvittava infrastruktuuri voisi teoriassa aloittaa kehittämisen välittömästi.

Yhteisön reaktio

Ethereum-yhteisö keskustelee aktiivisesti Buterinin ehdotuksesta hard fork -strategiaksi suojellakseen Ethereumia mahdollisilta kvanttihyökkäyksiltä. Tämä aihe on herättänyt sekä kiinnostusta että huolta jäsenten keskuudessa.

Vaikka kvanttiuhkiin varautumisen tärkeys tunnustetaan, ollaan skeptisiä sen suhteen, kuinka tehokkaita nämä toimet ovat kvanttilaskentaa käyttäviä haitallisia käyttäjiä vastaan. Yhteisön jäsen DogeProtocol on herättänyt kysymyksiä laillisten tilinhaltijoiden ja hyökkääjien tunnistamisesta tilanteissa, joissa kvanttitietokoneet voivat murtautua Ethereum-lompakoihin.

DogeProtocol ehdotti NIST-standardoitujen algoritmien käyttöä yhdistettynä klassisiin algoritmeihin. Tämä voi kuitenkin johtaa suurempiin lohkokokoihin johtuen suuremmista allekirjoitusten ja julkisten avainten koosta monissa post-kvanttimenetelmissä.

Toinen yhteisön jäsen, nvmmonkey, suosittelee ennaltaehkäisevää strategiaa. He ehdottavat koneoppimisjärjestelmän integrointia Ethereumin solmuverkkoon suurten, epäilyttävien tapahtumien havaitsemiseksi, jotka voivat viitata vaarallisiin toimiin ja laukaista hätäprotokollat, kuten Starkin ilmaantuvuushaarukan.

Kvanttitietokoneiden lohkoketjulle aiheuttamat riskit

Lohkoketjuteknologia, mukaan lukien kryptovaluutat, kuten Bitcoin ja Ethereum, turvautuu salausalgoritmeihin, kuten Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) -tapahtumien suojaamiseen ja hajautetun pääkirjan eheyden ylläpitämiseen. 

Kvanttialgoritmit, erityisesti Peter Shorin vuonna 1994 kehittämä Shorin algoritmi, muodostavat kuitenkin uhan ratkaisemalla diskreetin logaritmiongelman elliptisillä käyrillä, mikä on ECDSA:n turvallisuuden perusta. 

Tämän ominaisuuden avulla kvanttitietokone voi väärentää digitaalisia allekirjoituksia ja siten hallita kaikkia näihin allekirjoituksiin liittyviä varoja.

Kvanttitietokoneet voivat myös heikentää muita lohkoketjuteknologian salauskäytäntöjä, mukaan lukien hajautusprosessi, joka on keskeinen kaivostoiminnassa ja uusien lohkojen luomisessa. 

Vaikka tiivistystä (esim. SHA-256 Bitcoinissa) ei suoraan katkaise Shorin algoritmi, Groverin algoritmi, toinen kvanttialgoritmi, voisi teoriassa nopeuttaa tiivisteen esikuvan löytämistä, vaikka nopeus on vähemmän dramaattinen kuin Shorin salaus. .

Kvanttihyppy: olemmeko valmiita?

Vaikka nykyiset kvanttitietokoneet eivät vielä pysty murtamaan ECDSA:ta käytännön mittakaavassa, nopea edistyminen viittaa siihen, että uhka voi muuttua todelliseksi lähivuosina. Google suunnittelee rakentavansa kvanttitietokoneen, joka pystyy käsittelemään laajoja liiketoiminnallisia ja tieteellisiä laskelmia virheettömästi vuoteen 2029 mennessä.

IBM esitteli äskettäin "IBM Quantum Heronin", kehittyneimmän kvanttiprosessorin. Tämä prosessori erottuu korkeasta suorituskyvystään ja alhaisista virhetasoistaan. IBM julkisti myös uuden modulaarisen kvanttitietokoneen IBM Quantum System Twon. Tämä New Yorkissa jo käytössä oleva järjestelmä on suunniteltu monimutkaisten tieteellisten ja liiketoiminnallisten laskelmien suorittamiseen.

Nykyisen kryptografian kvanttiuhka on tutkijoiden laajalti tunnustama tosiasia. Kvanttiresistenttien tai post-kvanttisten salausalgoritmien kehittämiseen ja toteuttamiseen panostetaan yhä enemmän.

Esimerkiksi National Institute of Standards and Technology (NIST) on käynnistänyt prosessin kvanttiresistenttien julkisen avaimen salausalgoritmien arvioimiseksi ja standardoimiseksi. Nämä voivat olla ratkaisevia askeleita lohkoketjun ja muun digitaalisen infrastruktuurin turvallisuuden ja kestävyyden ylläpitämisessä kvanttilaskentaa vastaan.

Kun kvanttitietokoneiden ominaisuudet kehittyvät, tutkijoiden, kehittäjien ja poliittisten päättäjien yhteistyö tulee olemaan välttämätöntä.

Priorisoimalla kvanttiresistenttien kryptografisten ratkaisujen kehittämisen ja integroinnin lohkoketjuyhteisö voi suojata arkaluonteisia tietoja, säilyttää digitaalisen luottamuksen ja varmistaa lohkoketjun jatkuvan elinkelpoisuuden kvanttiaikakaudella.

Seuraa meitä Google-uutisissa