By Kenna Hughes-Castleberry julkaistu 14
Voit lukea lisää kvanttilaskennasta ja kryptovaluutoista osoitteessa syksyn IQT kvanttilaskentaa ja kyberturvallisuutta käsittelevä konferenssi.
Innovatiivista teknologiaa kehitettäessä on aina olemassa tosiasia, että erityyppiset teknologiat uhkaavat toisiaan. Näin näyttää olevan kvanttilaskentaan ja blockchain, koska monet kvanttialgoritmit ovat valmiita uhkaamaan lohkoketjun erityisen turvallista järjestelmää. Mukaan a 2022 tutkimus by Deloitte, hyvin harvat nykyiset kryptovaluutat tai blockchain-pohjaiset yritykset ovat pyrkineet saavuttamaan kvanttiturvallisuuden. "Useimmat kryptovaluutat eivät edes tunnista tätä ongelmaa [kvanttilaskentaa] etenemissuunnitelmissaan", tutkimuksessa todettiin. Vaikka kvanttilaskenta ei tällä hetkellä välttämättä uhkaa lohkoketjualustoja, se tulee jossain vaiheessa kehittymään tarpeeksi tehdäkseen niin, mikä mahdollisesti johtaa vähentää kryptovaluuttojen käytössä.
Lohkoketjun ja kvanttialgoritmien määrittely
Niille, jotka eivät tunne lohkoketjua, foorumi on suunniteltu digitaalinen pääkirja toimii useilla koneilla vertaisverkossa. Lohkoketju käyttää satunnaislukugeneraattoreita sekä itse dataa (tallennettuna lohkoihin) tiivisteen tai etiketin luomiseen jokaisesta lohkosta. Jokainen tiiviste perustuu osittain edellisen lohkon tiivisteeseen, mikä vaikeuttaa hakkerointia. Jos lohko hakkeroidaan, sen hash muuttuu välittömästi ja lohkoketju katkeaa. Hakkerin olisi muutettava onnistuneesti kaikki seuraavat tiivisteet ketjussa sekä kaikki tiivisteet kaikissa verkon tietokoneissa tuottaakseen onnistuneen hakkeroinnin. Tämä on yksi syy, miksi blockchain on turvallisempi digitaalinen alusta.
Mark Webber, Universal Quantumin johtava Quantum Architect, keskustelee kvanttilaskennasta ja kryptovaluutoista sekä lohkoketjusta (PC Universal Quantum)
Useimmat asiantuntijat näkevät kuitenkin kvanttilaskennan, erityisesti kvanttilaskennan, mahdollisuudet algoritmit, joka on elinkelpoinen uhka lohkoketjujärjestelmälle. Uhkallisin näistä algoritmeista on Shorin ja Groverin algoritmit. Shorin algoritmi perustettiin 1990-luvun puolivälissä tapana löytää tietyn kokonaisluvun alkutekijät. "Monin tavoin se sai alan käyntiin tällä sovelluksen jännityksellä, joka on yhdistetty eksponentiaaliseen kvanttitietokoneiden etuun", selitti. Mark Webber, johtaa Quantum Architect osoitteessa Universal Quantum, yritys, joka keskittyi seuraavan sukupolven kvanttitietokoneiden rakentamiseen. Webber tutki kvanttilaskennan ja lohkoketjun vuorovaikutusta erityisesti kryptovaluuttojen tapauksessa. Kuten monet salatut viestit, kuten lohkoketju, käyttävät julkisia ja yksityisiä avaimia suojattujen kanavien algoritmeihin, kuten Shorin algoritmit voivat uhata paljastaa yksityisiä avaimia käsittelemällä julkista avainta. "Vaikka näiden avainten uskotaan olevan turvallisia klassisessa maailmassa, kun meillä on riittävän tehokas kvanttitietokone, pystymme murtamaan nämä salaustekniikat", Webber lisäsi.
Samoin Groverin algoritmi voi olla uhka lohkoketjulle, koska se pystyy optimoimaan hakuominaisuudet ja löytämään tärkeitä arvoja suurten satunnaisten tietojen joukosta. Kuten a 2022 Forbes Artikkelissa todetaan: "Groverin ja Shorin algoritmien välinen ero on se, että Groverin algoritmi uhkaa enemmän kryptografiselle hajautustyölle ja tallennetulle tiedolle, kun taas Shorin algoritmi uhkaa viestintäkanavaa, jossa [cryptocurrency]-lompakon ja lohkoketjusolmujen välinen data on." Näiden kahden algoritmin vuoksi monet asiantuntijat ennustavat, että kvanttilaskenta voi lopulta uhata koko kryptovaluuttaalustaa ja tehdä siitä arvottoman.
Toistaiseksi on viivettä, koska kvanttiteknologia kehittyy edelleen. Ja monet organisaatiot ja kvanttiyritykset käyttävät tätä viivettä ymmärtääkseen enemmän kvanttiteknologian eduista ja uhista. Kvanttiarkkitehtina Webber ei vain työskentele rakentaakseen seuraavan sukupolven kvanttitietokoneita, vaan yrittää myös ymmärtää kvanttivaikutusten aikajanaa. Hän kysyy usein: "Kuinka nopeasti meidän on ratkaistava tämä ongelma, jotta se olisi merkityksellinen kvanttietu? Joissakin ongelmissa saatat olla iloinen odottamassa vastaustasi päiviä. Joissakin tapauksissa, kuten salauksen tiettyjen osien rikkomisessa, on haavoittuvuuden aikaikkuna. Tämä tarkoittaa, että sinun on ratkaistava se hyvin nopeasti, esimerkiksi alle 10 minuutissa, ja haluttu ajoaika määrittää kvanttilaitteiston vaatimukset."
Mitä tulee salaukseen ja lohkoketjuun, myös kvanttiefekteillä voi olla myönteinen rooli. "Näiden salausmenetelmien satunnaislukugeneraattorit voivat tulla a kvanttilähde", Webber sanoi. "Voimme käyttää pientä määrää kubitteja olennaisesti todellisena satunnaislukulähteenä. Nyt emme puhu tässä suuren mittakaavan kvanttitietokoneista, vaan puhumme kubiteista, joita käytetään vahvistamaan salausastettamme. Silti näistä kubiteista voi tulla kaksiteräinen miekka, mikä mahdollistaa myös helpomman tavan murtautua mahdolliseen kryptovaluuttajärjestelmään.
Hakkerointi kryptovaluuttoihin kvanttilaskentaa käyttämällä
Monet kryptovaluutat, kuten Bitcoin, käyttävät tekniikkaa nimeltä elliptinen käyrä (EC) salaustekniikka salattujen tapahtumien varmistamiseksi. EC käyttää julkisten ja yksityisten avainten pareja sekä salauksen purkamiseen että salaukseen. "Sillä on myös oma aikaikkunaelementtinsä", Webber lisäsi. "Tämä johtaa tärkeään kysymykseen: jos voimme rikkoa nämä avaimet, mikä prosenttiosuus Bitcoin-verkosta olisi haavoittuva? Muut tutkimukset ovat osoittaneet, että tällä hetkellä tietty prosenttiosuus bitcoineista olisi alttiina hitaalle hyökkäykselle, ja se on noin 25 prosenttia. Webber ja muut asiantuntijat uskovat, että näin hitaassa hyökkäyksessä tarvittava kvanttilaitteisto on vielä muutaman vuoden päässä nykyisestä, mutta kryptovaluutat eivät edelleenkään ponnistele järjestelmiensä kvanttivarmentamiseksi. "Jos muutosta ei tapahdu, häiriössä on kaksi vaihetta", Webber selitti. "Ensimmäiset noin 25 % kaikesta Bitcoinista olisivat haavoittuvia, ja se olisi suuri luottamusisku järjestelmään, mutta ei ehkä täysin katastrofaalista. Mutta toinen vaihe, jossa pystymme murtamaan salauksen pienemmässä aikaikkunassa, tekisi kaikista transaktioista haavoittuvia ja olisi lopulta Bitcoinin loppu.
Kvanttitietokoneiden, jotka pystyvät rikkomaan tämän salaustyylin, arvioidaan tällä hetkellä vaativan yli miljoona fyysistä kubittia, mikä on kaukana noin 100 johtavasta organisaatiosta. Webber selittää, että juuri tämä ajaa Universal Quantumia "Olemme aina keskittyneet skaalauskysymykseen, tehden nyt suunnittelupäätöksiä, joiden avulla voimme kasvaa mahdollisimman nopeasti sellaisiin laitekokoihin, jotka ovat tarpeen laajan kvanttiedun saavuttamiseksi."
Webber toivoo, että Bitcoin-yritykset ja muut kryptovaluutat hyödyntävät aikaviivettä kvanttikestävä heidän alustoillaan. Webberin mukaan: "Teoriassa Bitcoinilla pitäisi olla tarpeeksi aikaa tehdä tällainen vaihto. Yksi työkavereistani tuo esiin haasteet hallintoprosessissa, mikä on se, kuinka yhteisössä saataisiin tarpeeksi yksimielisyys sanoakseen "okei meidän kaikkien pitäisi muuttua, tätä ei pidä jättää huomiotta." Mahdollisesti tarvittava yksimielisyys ja kyky tehdä lohkoketjusta kvanttiresistentti kehityksessä, siitä tulee kilpajuoksu aikaa vastaan bitcoinin ja muiden kryptovaluuttojen tulevaisuudesta.
Mutta kuten Webber myös selittää, kvanttilaskenta ei ole huono lohkoketjulle, koska se voi tarjota tärkeitä ratkaisuja hajautetulle rahoitukselle ja itsenäisille pankeille. "Kaikki sovellukset, joista olemme innoissamme rahoituksen kvanttilaskentaan, niin monet näistä ongelmista on myös ratkaistava näiden järjestelmien hajautetuissa versioissa", Webber sanoi. "Joten, voisiko hajautettu rahoitusjärjestelmä etsiä myös pilvestä kvanttitietokonetta tiettyjen ongelmien ratkaisemiseksi? Mahdollisesti…"
Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technologyn ja JILAn Science Communicatorin (kumppanuus Colorado Boulderin yliopiston ja NISTin välillä) kirjoittaja. Hänen kirjoitustyylinsä sisältävät syväteknologiaa, metaversumia ja kvanttitekniikkaa.
