Prema mnogim tvrdnjama, kvantno računanje (QC), koje koristi atomski "spin" umjesto električnog naboja da predstavi svoje binarne 1 i 0, razvija se eksponencijalnom brzinom. Ako se QC ikada ostvari u velikim razmjerima, to bi moglo biti blagodat za ljudsko društvo, pomažući u poboljšanju prinosa usjeva, dizajniranju boljih lijekova i projektiranju sigurnijih zrakoplova, među ostalim prednostima.
Kripto sektor bi također mogao profitirati. Samo prošli tjedan, na primjer, projekt koji je naručila Banka Kanade simulirao je usvajanje kriptovalute među kanadskim financijskim organizacijama korištenjem kvantnog računanja.
“Željeli smo testirati snagu kvantnog računanja na istraživačkom slučaju koji je teško riješiti korištenjem klasičnih računalnih tehnika”, rekla je Maryam Haghighi, direktorica znanosti o podacima u Bank of Canada, u priopćenju za javnost.
No, drugi se brinu da bi kvantno računalstvo, s obzirom na njegovu izvanrednu moć “brute sile”, također moglo probiti kriptografsku strukturu blockchaina, koja je služila Bitcoinu (BTC) tako dobro od svog početka. Doista, neki kažu da je samo pitanje vremena kada će kvantna računala moći identificirati goleme proste brojeve koji su ključni sastojci privatnog ključa BTC - pod pretpostavkom da se ne razviju protumjere.
U tom smislu, nedavno objavljen rad izračunava koliko bi kvantne snage bilo potrebno za dupliciranje privatnog ključa BTC-a, tj. "broj fizičkih kubita potrebnih za razbijanje 256-bitne eliptičke krivulje šifriranja ključeva u Bitcoin mreži", kako su objasnili autori rada, koji su povezan sa Sveučilištem u Sussexu.
Da budemo sigurni, ovo neće biti lak zadatak. Bitcoinov algoritam koji pretvara javne ključeve u privatne ključeve je "jednosmjeran", što znači da je lako generirati javni ključ iz privatnog ključa, ali praktički nemoguće izvesti privatni ključ iz javnog ključa pomoću današnjih računala.
Osim toga, sve bi to trebalo biti učinjeno za oko 10 minuta, što je prosječno vrijeme u kojem je javni ključ izložen ili ranjiv na Bitcoin mreži. Također pretpostavlja da je javni ključ identičan BTC adresi, kao i većina u ranim danima Bitcoina prije nego što je postala uobičajena praksa korištenja KECCAK algoritma za “haširanje” javnih ključeva za generiranje BTC adresa. Procjenjuje se da otprilike jedna četvrtina postojećih Bitcoina koristi nehaširane javne ključeve.
S obzirom na ta ograničenja, autori procjenjuju da bi bilo potrebno 1.9 milijardi kubita za prodor u jedan privatni ključ Bitcoina u roku od 10 minuta. Kubiti, ili kvantni bitovi, analogni su "bitovima" u klasičnom računarstvu. Za usporedbu, većina proto-QC računala danas može prikupiti 50-100 kubita, iako IBM-ov najsuvremeniji kvantni procesor Eagle može upravljati sa 127 kubita.
Drugim riječima, to je 127 kubita naspram 1.9 milijardi potrebnih za probijanje sigurnosti Bitcoina pomoću velikog zarobljenog ionskog kvantnog računala, kao što je predloženo u članku AVS Quantum Science.
Mark Webber, kvantni arhitekt u Universal Quantumu, podružnici Sveučilišta u Sussexu, i glavni autor članka, , rekao je, “Naš procijenjeni zahtjev […] sugerira da bi se Bitcoin za sada trebao smatrati sigurnim od kvantnog napada, ali tehnologije kvantnog računanja brzo se skaliraju s redovitim prodorima koji utječu na takve procjene i čine ih vrlo mogućim scenarijem u sljedećih 10 godina.”
Je li prijetnja stvarna?
Može li sigurnost Bitcoina doista biti probijena? “Mislim da bi kvantna računala mogla razbiti kriptovalutu”, rekao je za Cointelegraph Takaya Miyano, profesor strojarstva na japanskom sveučilištu Ritsumeikan, “iako, ne za nekoliko godina, već za 10-20 godina.”
Miyano je nedavno vodio tim koji je razvio stream šifru zasnovanu na kaosu dizajniranu da izdrži napade velikih kvantnih računala.
David Chaum, koji je prošle godine pisao za Cointelegraph, također je oglasio alarm - ne samo za kripto ali i za šire društvo:
“Možda najstrašnije za društvo koje se toliko oslanja na internet, računalstvo na kvantnoj razini dovodi sve naše digitalne infrastrukture u opasnost. Naš suvremeni internet izgrađen je na kriptografiji — korištenju kodova i ključeva za sigurnu privatnu komunikaciju i pohranu podataka.”
U međuvremenu, za kriptovalute kao što su Bitcoin i Ether (ETH), "za koje je ovaj koncept temeljan, jedno dovoljno moćno kvantno računalo moglo bi značiti krađu milijardi dolara vrijednosti ili potpuno uništenje cijelog blockchaina", nastavio je Chaum.
Postoji više od 4 milijuna BTC-a "koji su potencijalno ranjivi na kvantni napad", konzultantska tvrtka Deloitte procjene, broj koji uključuje vlasnike koji koriste nehaširane javne ključeve ili koji ponovno koriste BTC adrese, još jedna nerazumna praksa. Po trenutnim tržišnim cijenama, to iznosi oko 171 milijardu dolara pod rizikom.
nedavna: Pokreću li asimetrične informacije divlje promjene cijena kriptovaluta?
“Osobno mislim da u ovom trenutku ne možemo napraviti dobru procjenu” vremena koje će trebati prije nego što kvantna računala mogu razbiti BTC-ovu enkripciju, Itan Barmes, voditelj kvantne sigurnosti u Deloitteu Nizozemska i suradnik na projektu na Svjetskom ekonomskom forumu, rekao je Cointelegraphu. No, mnogi stručnjaci danas procjenjuju 10-15 godina, rekao je. Mnoge od ovih procjena također su za razbijanje enkripcije bez vremenskih ograničenja. Učiniti sve u roku od 10 minuta bit će teže.
Druge kriptovalute, ne samo Bitcoin, također bi mogle biti ranjive, uključujući one s mehanizmima provjere valjanosti proof-of-stake (PoS); Bitcoin koristi proof-of-work (PoW) protokol. “Ako blockchain protokol izlaže javne ključeve dovoljno dugo, on automatski postaje ranjiv na kvantne napade”, rekao je za Cointelegraph Marek Narozniak, fizičar i član grupe za kvantno istraživanje Tima Byrnesa na Sveučilištu New York. "To bi moglo omogućiti napadaču da krivotvori transakcije ili lažno predstavlja identitet proizvođača blokova za PoS sustave."
Vrijeme je za pripremu
Čini se da bi kripto industrija mogla imati oko deset godina da se pripremi za potencijalni napad QC-a, a to je ključno. Narozniak je primijetio:
“Postoji više nego dovoljno vremena za razvoj kvantno sigurnih kriptografskih standarda i izradu adekvatnih forksova za trenutno korištene blockchain protokole.”
Na pitanje je li uvjeren da će post-kvantna kriptografija biti razvijena na vrijeme kako bi spriječila hakere prije nego što se probije 10-minutna barijera, Deloitteov Barmes referencirao je noviji rad koji je koautor o kvantnim rizicima za Ethereum blockchain koji opisuje dvije vrste napada: napad pohrane i tranzitni napad. Prvi je "manje kompliciran za izvođenje, ali da biste se od njega obranili, ne morate nužno zamijeniti kriptografski algoritam." S druge strane, rekao je za Cointelegraph:
“Tranzitni napad je mnogo teže izvesti, a također je mnogo teže zaštititi od njega. Postoje neki algoritmi kandidati za koje se vjeruje da su otporni na kvantne napade. Međutim, svi oni imaju nedostatke u izvedbi koji mogu biti štetni za primjenjivost i skalabilnost blockchaina.”
Utrka naoružanja?
Čini se da je ono što se događa u ovom području svojevrsna utrka u naoružanju – kako računala postaju sve moćnija, morat će se razviti obrambeni algoritmi kako bi se suočili s prijetnjom.
"Ovaj cjelokupni obrazac za nas zapravo nije ništa novo", rekao je Narozniak. “Vidimo to i u drugim industrijama.” Uvode se inovacije, a drugi ih pokušavaju ukrasti, pa se razvijaju mehanizmi zaštite od piratstva koji izazivaju još pametnije uređaje za krađu.
“Ono što ovaj slučaj kvantno sigurne kriptografije čini malo drugačijim je to što kvantni algoritmi nameću drastičniju promjenu. Uostalom, ti se uređaji temelje na različitoj fizici i za određene probleme nude različitu računsku složenost”, dodao je Narozniak.
Doista, QC koristi nevjerovatnu kvalitetu kvantne mehanike u kojoj elektron ili atomska čestica mogu biti u dva stanja u isto vrijeme. U klasičnom računarstvu, električni naboj predstavlja informaciju kao 0 ili 1 i koja je fiksna, ali u kvantnom računanju, atomska čestica može biti i 0 i 1, ili 1 i 1, ili 0 i a 0, itd. Ako se ova jedinstvena kvaliteta može iskoristiti, računalna snaga višestruko eksplodira, a razvoj QC-a, uparen sa Shorovim algoritmom – prvi put opisan 1994. kao teorijska mogućnost, ali će uskoro postati široka stvarnost, mnogi vjeruju – također prijeti da razbije RSA enkripciju, koja se koristi u velikom dijelu interneta, uključujući web stranice i e-poštu.
"Da, to je vrlo teška i uzbudljiva utrka oružja", rekao je Miyano za Cointelegraph. “Napadi — uključujući napade sa strane kanala — na kriptosustave postaju sve snažniji, zahvaljujući napretku računala i matematičkih algoritama koji se izvode na strojevima. Svaki kriptosustav mogao bi se iznenada pokvariti zbog pojave nevjerojatno moćnog algoritma.”
Simuliranje financijskih odnosa
Međutim, ne treba nužno pretpostaviti da će utjecaj kvantnog računalstva na kripto sektor biti potpuno štetan. Samuel Mugel, glavni tehnološki direktor u Multiverse Computingu, tvrtki koja je vodila gore navedeni program u Bank of Canada, objasnio je da su u pilot-programu mogli simulirati mrežu financijskih odnosa u kojima su odluke koje bi jedna tvrtka mogla donijeti jako ovisi o odlukama drugih tvrtki, dodatno objašnjavajući za Cointelegraph:
“Ovakve mreže teorije igara vrlo je teško riješiti normalnim superračunalima jer se optimalnija ponašanja mogu previdjeti. Kvantna računala imaju načine da se učinkovitije nose s ovom vrstom problema.”
Uređaji koji se temelje na kvantnoj mehanici potencijalno nude druge jedinstvene mogućnosti, dodao je Narozniak, “Na primjer, za razliku od klasičnih stanja, kvantna stanja se ne mogu kopirati. Kada bi digitalni tokeni bili predstavljeni pomoću kvantnih stanja, teorem o zabrani kloniranja automatski bi ih zaštitio od dvostruke potrošnje.”
nedavna: Kripto se smatra 'budućnošću novca' u zemljama zahvaćenim inflacijom
Kvantna prepletenost također bi se mogla koristiti za osiguranje kvantnih pametnih ugovora, rekao je Narozniak. “Tokeni bi se mogli zapetljati tijekom izvršenja ugovora, čineći obje strane ranjivim na eventualni gubitak ako se pametni ugovor ne izvrši kako je dogovoreno.”
Razvoj post-kvantne kriptografije
Sve u svemu, prijetnja kriptoverziju od kvantnog računalstva čini se stvarnom, ali bila bi potrebna ogromna snaga da se probije temeljna kriptografija kriptografije, a hakeri bi također morali raditi pod strogim vremenskim ograničenjima – imati samo 10 minuta da prodru u privatni ključ BTC, na primjer. Stvarnost razbijanja eliptičke krivulje Bitcoina korištenjem kvantnog računanja također je udaljena barem jedno desetljeće. No, industrija sada treba započeti s razvojem sredstava odvraćanja. “Rekao bih da bismo trebali biti spremni na vrijeme, ali moramo početi ozbiljno raditi na tome”, rekao je Barmes.
Zapravo, znatna količina istraživanja se sada odvija "u post-kvantnoj kripti", rekla je Dawn Song, profesorica na odjelu računalnih znanosti na Sveučilištu Kalifornija, Berkeley, za Cointelegraph, dodajući:
“Važno je da razvijemo kriptografiju otpornu na kvantnost ili post-kvantnu kriptografiju kako bismo imali spremne alternative kada su kvantna računala dovoljno moćna u stvarnosti.”
Izvor: https://cointelegraph.com/news/quantum-computing-to-run-economic-models-on-crypto-adoption