By Kenna Hughes-Castleberry közzétéve: 14. október 2022
A kvantumszámítástechnikáról és a kriptovalutákról bővebben itt olvashat őszi IQT konferencia a kvantumszámítástechnikáról és a kiberbiztonságról.
Az innovatív technológia fejlesztése során mindig fennáll a valóság, hogy a különböző típusú technológiák fenyegetik egymást. Úgy tűnik, ez a helyzet a kvantumszámítással és blokkláncn, mivel sok kvantum-algoritmus fenyegeti a blokklánc extra biztonságos rendszerét. szerint a 2022 vizsgálat by Deloitte, nagyon kevés jelenlegi kriptovaluta vagy blokklánc-alapú vállalat tett erőfeszítést a kvantumbiztonságossá válás érdekében. "A legtöbb kriptovaluta nem is azonosítja ezt a problémát [a kvantumszámítástechnikát] az ütemtervében" tanulmány megállapította. Noha a kvantumszámítás jelenleg nem fenyegeti a blokklánc-platformokat, egy bizonyos ponton eléggé fejlett lesz ehhez, ami esetleg egy csökkenés a kriptovaluta használatában.
Blokklánc és kvantum algoritmusok meghatározása
Azok számára, akik nem ismerik a blokkláncot, a emelvény úgy tervezték, mint a digitális főkönyv több gépen fut egy peer-to-peer hálózaton belül. A Blockchain véletlenszám-generátorokat használ magával a (blokkokban tárolt) adatokkal együtt az egyes blokkok hash-jének vagy címkéjének létrehozásához. Mindegyik hash részben az előző blokk hashén alapul, ami megnehezíti a feltörést. Ha egy blokkot feltörnek, a hash azonnal megváltozik, és a blokklánc megszakad. A hackernek sikeresen meg kell változtatnia az összes következő hash-t a láncban, valamint a hálózat minden számítógépén lévő összes hash-t, hogy sikeres feltörést hozzon létre. Ez az egyik oka annak, hogy a blokklánc biztonságosabb digitális platform.
Mark Webber, a Universal Quantum vezető Quantum Architect-je a kvantumszámításról és a kriptovalutákról, valamint a blokkláncról (PC Universal Quantum) beszél.
A legtöbb szakértő azonban látja a kvantumszámítás, különösen a kvantum képességeit algoritmusok, amely életképes fenyegetést jelent a blokklánc rendszerre. Ezen algoritmusok közül a legveszélyesebb Shor és Grover algoritmusai. Shor algoritmusa Az 1990-es évek közepén hozták létre, hogy egy adott egész szám prímtényezőit megtalálják. „Sok szempontból beindította a terepet a kvantumszámítógépek használatának exponenciális előnyével párosuló alkalmazás ilyen izgalmával” – magyarázta. Mark Webber, vezető Quantum Architect at Univerzális kvantum, egy vállalat, amely a kvantumszámítógépek következő generációjának megépítésére összpontosított. Webber a kvantumszámítástechnika és a blokklánc közötti kölcsönhatásokat tanulmányozta, különösen a kriptovaluták esetében. Mivel sok titkosított kommunikáció, mint például a blokklánc, nyilvános és privát kulcsokat használ a biztonságos csatornák algoritmusaihoz, így a Shor-hoz hasonló titkos kulcsok felfedésével fenyegethetnek a nyilvános kulcs feldolgozása révén. „Bár úgy gondolják, hogy ezek a kulcsok biztonságosak a klasszikus világban, ha kellően erős kvantumszámítógépünk lesz, képesek leszünk feltörni ezeket a titkosítási technikákat” – tette hozzá Webber.
Hasonlóképpen, a Grover algoritmusa fenyegetést jelenthet a blokklánc számára, mivel képes optimalizálni a keresési képességeket és fontos értékeket találni a véletlenszerű adatok nagy készletei között. Mint a 2022 Forbes cikk kijelenti: "A különbség a Grover és a Shor algoritmusai között az, hogy a Grover inkább a kriptográfiai kivonatolást és a tárolt adatokat fenyegeti, míg a Shor a kommunikációs csatornát, ahol a [kriptovaluta] pénztárca és a blokklánc csomópontok közötti adatok találhatók." E két algoritmus miatt sok szakértő azt jósolja, hogy a kvantumszámítás végül az egész kriptovaluta platformot fenyegetheti, és értéktelenné teheti azt.
Egyelőre időeltolódás van, mivel a kvantumtechnológia folyamatosan fejlődik. És sok szervezet és kvantumcég használja ezt az időeltolódást, hogy jobban megértse a kvantumtechnológia előnyeit és veszélyeit. Kvantumépítészként Webber nemcsak a kvantumszámítógépek következő generációjának megépítésén dolgozik, hanem megpróbálja megérteni a kvantumhatás idővonalát is. Gyakran kérdezi: „Milyen gyorsan kell megoldanunk ezt a problémát, hogy releváns kvantumelőny legyen? Bizonyos problémák esetén szívesen várhat napokat a válaszra. Míg bizonyos esetekben, például a titkosítás bizonyos aspektusainak feltörése esetén, van egy sebezhetőségi időablak. Ez azt jelenti, hogy nagyon gyorsan meg kell oldania, például 10 perc alatt, és ez a kívánt futási idő határozza meg a kvantumhardver követelményeit."
Amikor a titkosításról és a blokkláncról van szó, a kvantumhatások is pozitív szerepet játszhatnak. „A véletlenszám-generátorok ezekhez a titkosítási módszerekhez származhatnak a kvantumforrás– mondta Webber. „Kis számú qubitet használhatunk lényegében valódi véletlenszám-forrásként. Itt most nem a nagyméretű kvantumszámítógépekről beszélünk, hanem a qubitekről, amelyeket a titkosítási fokunk erősítésére használnak. Ám ezek a qubitek kétélű fegyverekké válhatnak, és lehetővé teszik a potenciális kriptovaluta-rendszerek egyszerűbb feltörését.
Kriptovaluták feltörése kvantumszámítógép segítségével
Sok kriptovaluta, például a Bitcoin, az úgynevezett technikát alkalmazza elliptikus görbe (EC) kriptográfia a titkosított tranzakciók biztosítására. Az EC nyilvános és privát kulcspárokat használ mind a visszafejtéshez, mind a titkosításhoz. "Megvan a maga időablak eleme is" - tette hozzá Webber. „Ez a fontos kérdéshez vezet: ha fel tudjuk törni ezeket a kulcsokat, a Bitcoin hálózat hány százaléka lenne sebezhető? Más kutatások kimutatták, hogy az összes bitcoinnak jelenleg van egy bizonyos százaléka, amely sebezhető lenne a lassú támadásokkal szemben, és ez körülbelül 25%. Webber és más szakértők úgy vélik, hogy az ilyen lassú támadásokhoz szükséges kvantumhardver még néhány évvel a jelenlegi helyzethez képest van, de a kriptovaluták továbbra is kevés erőfeszítést tesznek rendszereik kvantumbiztosításához. „Ha nem történt változás, akkor a zavar két fázisa lesz” – magyarázta Webber. „Az összes bitcoin első 25%-a sebezhető lenne, és ez nagy bizalmat jelentene a rendszernek, de talán nem teljesen katasztrofális. De a második fázis, amikor meg tudjuk törni a titkosítást a rövidebb időablakon belül, minden tranzakciót sebezhetővé tesz, és végül a Bitcoin végét jelentené.
Az e titkosítási stílust feltörni képes kvantumszámítógépek jelenleg a becslések szerint több mint egymillió fizikai qubitet igényelnek, ami messze van a jelenleg vezető 100 vezető szervezettől. Webber elmagyarázza, hogy ez az, ami a Universal Quantumot mozgatja „Mindig is a méretezés kérdésére összpontosítottunk, és most olyan tervezési döntéseket hozunk, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy a lehető leggyorsabban elérjük a széles körű kvantumelőnyhöz szükséges eszközméreteket.”
Webber reméli, hogy a Bitcoin-vállalatok és más kriptovaluták kihasználják az időeltolódást kvantumbiztos their platforms. According to Webber: “There should, in theory, be enough time for Bitcoin to make such a switch. A point one of my collaborators brings up is the challenges with the governance process, which is how you would get enough agreement in the community to say ‘okay we should all change, this is something that shouldn’t be ignored.’” With a consensus possibly needed, and the ability to make blockchain quantum resistant in development, it becomes a race against time for the future of bitcoin and other cryptocurrencies.
De amint azt Webber is kifejti, a kvantumszámítás nem rossz a blokklánc számára, mivel fontos megoldásokat kínálhat a decentralizált pénzügyek és az autonóm bankok számára. „Minden olyan alkalmazás, amelytől izgatottak vagyunk a kvantumszámítás terén a pénzügyekben, sok ilyen problémát meg kell majd oldani a rendszerek decentralizált verzióiban is” – mondta Webber. „Tehát egy decentralizált pénzügyi rendszer is kereshet egy kvantumszámítógépet a felhőben bizonyos problémák megoldására? Esetleg…"
Kenna Hughes-Castleberry az Inside Quantum Technology és a Science Communicator munkatársa a JILA-nál (a Colorado Boulder Egyetem és a NIST partnersége). Írási ütemei közé tartozik a mélytechnológia, a metaverzum és a kvantumtechnológia.
