By کنا هیوز-کستلبری ارسال شده در 14 اکتبر 2022
می توانید اطلاعات بیشتری در مورد محاسبات کوانتومی و ارزهای دیجیتال در این سایت کسب کنید پاییز IQT کنفرانس محاسبات کوانتومی و امنیت سایبری
هنگام توسعه فناوری نوآورانه، همیشه این واقعیت وجود دارد که انواع مختلف فناوری ها یکدیگر را تهدید می کنند. به نظر می رسد این مورد در مورد محاسبات کوانتومی و بلاکچینn، زیرا بسیاری از الگوریتم‌های کوانتومی آماده هستند که سیستم امنیتی فوق‌العاده بلاک چین را تهدید کنند. با توجه به الف مطالعه 2022 by Deloitte، تعداد بسیار کمی از ارزهای دیجیتال فعلی یا شرکت های مبتنی بر بلاک چین، تلاشی برای ایمن شدن کوانتومی انجام داده اند. اکثر ارزهای دیجیتال حتی این مشکل [محاسبات کوانتومی] را در نقشه راه خود شناسایی نمی کنند. مطالعه بیان کرد. در حالی که محاسبات کوانتومی ممکن است در حال حاضر پلتفرم های بلاک چین را تهدید نکند، در برخی مواقع به اندازه کافی برای انجام این کار توسعه پیدا می کند و احتمالاً منجر به کاهش در استفاده از ارزهای دیجیتال
تعریف بلاک چین و الگوریتم های کوانتومی
برای کسانی که با بلاک چین آشنایی ندارند، سکو به عنوان یک طراحی شده است دفتر کل دیجیتال بر روی چندین ماشین در یک شبکه همتا به همتا اجرا شود. بلاک چین از مولدهای اعداد تصادفی به همراه خود داده (ذخیره شده در بلوک ها) برای ایجاد هش یا برچسب هر بلوک استفاده می کند. هر هش تا حدی بر اساس هش بلوک قبلی است و هک کردن آن را سخت‌تر می‌کند. اگر یک بلوک هک شود، هش آن بلافاصله تغییر می کند و زنجیره بلوکی می شکند. یک هکر باید با موفقیت تمام هش های زیر در زنجیره را به همراه تمام هش های موجود در هر رایانه در شبکه تغییر دهد تا بتواند یک هک موفق ایجاد کند. این یکی از دلایلی است که بلاک چین یک پلت فرم دیجیتال امن تر است.
مارک وبر، معمار کوانتومی در یونیورسال کوانتوم در مورد محاسبات کوانتومی و ارزهای دیجیتال و همچنین بلاک چین (PC Universal Quantum) بحث می‌کند.
با این حال، اکثر کارشناسان قابلیت های محاسبات کوانتومی، به ویژه کوانتومی را می بینند الگوریتم، تهدیدی قابل قبول برای سیستم بلاک چین است. تهدید کننده ترین این الگوریتم ها، الگوریتم های شور و گروور است. الگوریتم شور را در اواسط دهه 1990 به عنوان راهی برای یافتن فاکتورهای اول یک عدد صحیح مشخص شد. توضیح داد: «از بسیاری جهات، زمینه را با این هیجان برنامه‌ای همراه با مزیت نمایی با استفاده از رایانه‌های کوانتومی آغاز کرد». مارک وبر، معمار کوانتومی سرب در کوانتوم جهانیشرکتی که بر روی ساخت نسل بعدی کامپیوترهای کوانتومی متمرکز شده است. وبر تعاملات بین محاسبات کوانتومی و بلاک چین را به ویژه در مورد ارزهای دیجیتال مورد مطالعه قرار داد. از آنجایی که بسیاری از ارتباطات رمزگذاری شده، مانند بلاک چین، از کلیدهای عمومی و خصوصی برای الگوریتم های کانال های امن استفاده می کنند، مانند Shor's می تواند کلیدهای خصوصی را از طریق پردازش کلید عمومی تهدید کند. وبر افزود: «در حالی که اعتقاد بر این است که این کلیدها در دنیای کلاسیک ایمن هستند، زمانی که ما یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند داشته باشیم، می‌توانیم این تکنیک‌های رمزگذاری را شکست دهیم.»
به طور مشابه، الگوریتم گروور به دلیل توانایی آن در بهینه سازی قابلیت های جستجو و یافتن مقادیر مهم در میان مجموعه های بزرگ داده های تصادفی، ممکن است تهدیدی برای بلاک چین باشد. به عنوان یک 2022 فوربس این مقاله بیان می‌کند: «تفاوت بین الگوریتم‌های گروور و شور این است که گروور بیشتر تهدیدی برای هش کردن رمزنگاری و داده‌های ذخیره‌شده است، در حالی که Shor تهدیدی برای کانال ارتباطی است که داده‌های بین کیف پول [ارز دیجیتال] و گره‌های بلاک چین در آن قرار دارند.» به دلیل این دو الگوریتم، بسیاری از کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که محاسبات کوانتومی در نهایت می‌تواند کل پلتفرم ارزهای دیجیتال را تهدید کند و آن را بی‌ارزش کند.
در حال حاضر، با ادامه توسعه فناوری کوانتومی، یک تاخیر زمانی وجود دارد. و بسیاری از سازمان ها و شرکت های کوانتومی از این تاخیر زمانی برای درک بیشتر مزایا و تهدیدات فناوری کوانتومی استفاده می کنند. به عنوان یک معمار کوانتومی، وبر نه تنها برای ساختن نسل بعدی کامپیوترهای کوانتومی کار می کند، بلکه در تلاش است تا خط زمانی تاثیر کوانتومی را نیز درک کند. او اغلب می‌پرسد: «چقدر سریع باید این مشکل را حل کنیم تا یک مزیت کوانتومی مرتبط باشد؟ برای برخی مشکلات، ممکن است خوشحال باشید که روزها منتظر پاسخ خود باشید. در حالی که برای برخی موارد، مانند شکستن برخی از جنبه های خاص رمزگذاری، یک پنجره زمانی آسیب پذیری وجود دارد. این بدان معناست که شما باید آن را خیلی سریع حل کنید، مثلاً شاید کمتر از 10 دقیقه، و زمان اجرا مورد نظر برای تعیین الزامات سخت افزار کوانتومی ادامه می یابد.
وقتی صحبت از رمزگذاری و بلاک چین می شود، اثرات کوانتومی نیز می توانند نقش مثبتی داشته باشند. مولدهای اعداد تصادفی برای این روش‌های رمزگذاری می‌توانند از a منبع کوانتومیوبر گفت. ما می توانیم از تعداد کمی کیوبیت به عنوان منبع اعداد تصادفی واقعی استفاده کنیم. اکنون ما در اینجا در مورد کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس بزرگ صحبت نمی کنیم، بلکه در مورد کیوبیت ها صحبت می کنیم که برای تقویت درجه رمزگذاری ما استفاده می شود. با این حال، این کیوبیت‌ها ممکن است به یک شمشیر دو لبه تبدیل شوند، و همچنین راه آسان‌تری را برای هک کردن یک سیستم ارز دیجیتال بالقوه فراهم می‌کنند.
هک کردن ارزهای دیجیتال با استفاده از محاسبات کوانتومی
بسیاری از ارزهای دیجیتال مانند بیت کوین از تکنیکی به نام استفاده می کنند منحنی بیضوی رمزنگاری (EC) برای اطمینان از تراکنش های رمزگذاری شده. EC از جفت کلیدهای عمومی و خصوصی برای رمزگشایی و رمزگذاری استفاده می کند. وبر افزود: "این عنصر پنجره زمانی خاص خود را نیز دارد." این منجر به این سوال مهم می شود: اگر بتوانیم این کلیدها را بشکنیم، چند درصد از شبکه بیت کوین آسیب پذیر خواهد بود؟ تحقیقات دیگر نشان داده است که درصد معینی از کل بیت‌کوین‌ها در حال حاضر در برابر حمله آهسته آسیب‌پذیر هستند و این حدود ۲۵ درصد است. وبر و سایر کارشناسان معتقدند که سخت افزار کوانتومی مورد نیاز برای چنین حمله کندی هنوز چند سال از جایی که ما الان هستیم فاصله دارد، اما ارزهای رمزپایه همچنان تلاش کمی برای محافظت کوانتومی سیستم های خود انجام می دهند. وبر توضیح داد: "اگر تغییری ایجاد نشود، دو مرحله اختلال ایجاد خواهد شد." 25 درصد اول از کل بیت کوین آسیب پذیر خواهد بود و این یک ضربه بزرگ به سیستم خواهد بود، اما شاید کاملاً فاجعه بار نباشد. اما مرحله دوم، جایی که ما می‌توانیم رمزگذاری را در یک بازه زمانی کوچک‌تر بشکنیم، که تمام تراکنش‌ها را آسیب‌پذیر می‌کند و در نهایت به پایان بیت‌کوین می‌رسد.
کامپیوترهای کوانتومی که قادر به شکستن این سبک از رمزگذاری هستند، در حال حاضر تخمین زده می‌شود که به بیش از یک میلیون کیوبیت فیزیکی نیاز دارند، که فاصله زیادی با حدود ۱۰۰ سازمان پیشرو دارد. وبر توضیح می‌دهد که این همان چیزی است که یونیورسال کوانتوم را به حرکت در می‌آورد: «ما همیشه بر روی مسئله مقیاس‌بندی متمرکز بوده‌ایم و اکنون تصمیم‌هایی برای طراحی می‌گیریم که ما را قادر می‌سازد تا در سریع‌ترین زمان ممکن به اندازه دستگاه‌های لازم برای مزیت کوانتومی گسترده رشد کنیم.»
وبر امیدوار است که شرکت های بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال از این تاخیر زمانی استفاده کنند ضد کوانتومی پلت فرم های آنها به گفته وبر: «از نظر تئوری باید زمان کافی برای بیت کوین وجود داشته باشد تا چنین تغییری را انجام دهد. نکته‌ای که یکی از همکاران من به آن اشاره می‌کند، چالش‌های مربوط به فرآیند حکمرانی است، یعنی اینکه چگونه می‌توانید موافقت کافی در جامعه به دست آورید تا بگویید "باید همه ما باید تغییر کنیم، این چیزی است که نباید نادیده گرفته شود." اجماع احتمالاً مورد نیاز، و توانایی مقاوم ساختن بلاک چین کوانتومی در توسعه، به مسابقه ای با زمان برای آینده بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال تبدیل می شود.
اما، همانطور که وبر همچنین توضیح می دهد، محاسبات کوانتومی برای بلاک چین هم بد نیست، زیرا می تواند راه حل های مهمی برای امور مالی غیرمتمرکز و بانک های مستقل ارائه دهد. وبر گفت: «همه برنامه‌هایی که ما برای محاسبات کوانتومی در امور مالی مشتاق هستیم، بنابراین بسیاری از این مشکلات نیز باید در نسخه‌های غیرمتمرکز این سیستم‌ها حل شوند. بنابراین، آیا یک سیستم مالی غیرمتمرکز می‌تواند به دنبال یک کامپیوتر کوانتومی بر روی ابر برای حل مشکلات خاص باشد؟ احتمالا…”
کنا هیوز-کستلبری نویسنده کارکنان Inside Quantum Technology و ارتباط دهنده علوم در JILA (شرکتی بین دانشگاه کلرادو بولدر و NIST) است. ضربات نویسندگی او شامل فناوری عمیق، متاورس و فناوری کوانتومی است.
