By Kenna Hughes-Castleberry postat pe 14 octombrie 2022
Puteți afla mai multe despre calculul cuantic și criptomonede la adresa scădere IQT conferință despre calculul cuantic și securitatea cibernetică.
Când se dezvoltă tehnologii inovatoare, există întotdeauna o realitate că diferite tipuri de tehnologii se vor amenința reciproc. Acesta pare să fie cazul calculului cuantic și blockchainn, deoarece mulți algoritmi cuantici sunt gata să amenințe sistemul extrasecurizat al blockchain-ului. Potrivit unui 2022 studiu by Deloitte, foarte puține criptomonede actuale sau companii bazate pe blockchain au făcut vreun efort pentru a deveni cuantic sigure. „Majoritatea criptomonedelor nici măcar nu identifică această problemă [computing cuantic] în foile lor de parcurs”, studiu afirmat. În timp ce computerul cuantic ar putea să nu amenințe în prezent platformele blockchain, va deveni, la un moment dat, suficient de dezvoltat pentru a face acest lucru, ceea ce poate duce la o scădea în utilizarea criptomonedei.
Definirea blockchainului și a algoritmilor cuantici
Pentru cei care nu sunt familiarizați cu blockchain, platformă este proiectat ca registru digital rulează pe mai multe mașini dintr-o rețea peer-to-peer. Blockchain folosește generatoare de numere aleatorii împreună cu datele în sine (stocate în interiorul blocurilor) pentru a crea un hash sau o etichetă a fiecărui bloc. Fiecare hash se bazează parțial pe hash-ul blocului anterior, ceea ce face mai greu de piratat. Dacă un bloc este spart, hash-ul său se schimbă imediat și blockchain-ul se rupe. Un hacker ar trebui să schimbe cu succes toate hashurile următoare din lanț, împreună cu toate hashurile din fiecare computer din rețea pentru a produce un hack de succes. Acesta este unul dintre motivele pentru care blockchain este o platformă digitală mai sigură.
Mark Webber, arhitect cuantic principal la Universal Quantum discută despre calculul cuantic și criptomonede, precum și despre blockchain (PC Universal Quantum)
Cu toate acestea, cei mai mulți experți văd capacitățile calculului cuantic, în special cele cuantice algoritmi, fiind o amenințare viabilă pentru sistemul blockchain. Cei mai amenințători dintre acești algoritmi sunt algoritmii lui Shor și Grover. Algoritmul lui Shor a fost stabilit la mijlocul anilor 1990 ca o modalitate de a găsi factorii primi ai unui număr întreg dat. „În multe feluri, a declanșat domeniul cu acest entuziasm al unei aplicații asociate cu un avantaj exponențial folosind computere cuantice”, a explicat. Mark Webber, arhitect cuantic principal la Cuantic universal, o companie axată pe construirea următoarei generații de calculatoare cuantice. Webber a studiat interacțiunile dintre calculul cuantic și blockchain, în special în cazul criptomonedelor. Deoarece multe comunicații criptate, cum ar fi blockchain, folosesc chei publice și private pentru canalele securizate, algoritmi, cum ar fi cel al lui Shor, ar putea amenința să dezvăluie chei private prin procesarea cheii publice. „Deși se crede că aceste chei sunt sigure în lumea clasică, atunci când vom avea un computer cuantic suficient de puternic, vom putea să spargem aceste tehnici de criptare”, a adăugat Webber.
În mod similar, algoritmul lui Grover poate fi o amenințare pentru blockchain datorită capacității sale de a optimiza capacitățile de căutare și de a găsi valori importante printre grupuri mari de date aleatorii. Ca 2022 Forbes articolul spune: „Diferența dintre algoritmii lui Grover și ai lui Shor este că cei ai lui Grover reprezintă mai mult o amenințare pentru hashingul criptografic și datele stocate, în timp ce cel al lui Shor este o amenințare pentru canalul de comunicare în care se află datele dintre portofelul [criptomonedei] și nodurile blockchain.” Datorită acestor doi algoritmi, mulți experți prevăd că calculul cuantic ar putea amenința în cele din urmă întreaga platformă de criptomonede, făcând-o fără valoare.
Deocamdată, există un decalaj de timp, deoarece tehnologia cuantică continuă să se dezvolte. Și multe organizații și companii cuantice folosesc acest decalaj de timp pentru a înțelege mai multe beneficii și amenințări ale tehnologiei cuantice. În calitate de arhitect cuantic, Webber nu numai că lucrează pentru a construi următoarea generație de computere cuantice, dar încearcă și să înțeleagă cronologia impactului cuantic. El întreabă adesea: „Cât de repede trebuie să rezolvăm această problemă pentru ca aceasta să fie un avantaj cuantic relevant? Pentru unele probleme, s-ar putea să așteptați cu plăcere câteva zile pentru răspunsul dvs. În timp ce în unele cazuri, cum ar fi întreruperea unor aspecte particulare ale criptării, există o fereastră de timp de vulnerabilitate. Asta înseamnă că trebuie să o rezolvi foarte repede, cum ar fi poate sub 10 minute, iar timpul de rulare dorit continuă pentru a defini cerințele hardware-ului cuantic.”
Când vine vorba de criptare și blockchain, efectele cuantice pot juca, de asemenea, un rol pozitiv. „Generatorii de numere aleatorii pentru aceste metode de criptare pot proveni de la a sursă cuantică”, a spus Webber. „Putem folosi un număr mic de qubiți ca o sursă adevărată de numere aleatorii. Acum nu vorbim aici despre computere cuantice la scară mare, dar vorbim despre folosirea qubiților pentru a consolida gradul de criptare pe care îl avem.” Cu toate acestea, acești qubiți pot deveni o sabie cu două tăișuri, permițând, de asemenea, o modalitate mai ușoară de a pirata un potențial sistem de criptomonede.
Hacking în criptomonede folosind calculul cuantic
Multe criptomonede, cum ar fi Bitcoin, folosesc o tehnică numită curba eliptică (EC) criptografie pentru a asigura tranzacțiile criptate. EC folosește perechi de chei publice și private atât pentru decriptare, cât și pentru criptare. „Are și propriul element fereastră de timp”, a adăugat Webber. „Acest lucru duce la întrebarea importantă: dacă putem sparge aceste chei, ce procent din rețeaua Bitcoin ar fi vulnerabil? Alte cercetări au arătat că există un anumit procent din totalul bitcoin în acest moment care ar fi vulnerabil la un atac lent, și acesta este în jur de 25%. Webber și alți experți cred că hardware-ul cuantic necesar pentru un atac atât de lent este încă la câțiva ani față de locul în care ne aflăm acum, dar criptomonedele continuă să depună puțin efort pentru a-și proteja sistemele cuantice. „Dacă nu a existat nicio schimbare, vor exista două faze de întrerupere”, a explicat Webber. „Primii 25% sau cam asa ceva din tot Bitcoin ar fi vulnerabile, iar acest lucru ar fi un mare impact asupra încrederii pentru sistem, dar poate nu complet catastrofal. Dar a doua fază, în care putem întrerupe criptarea în intervalul de timp mai mic, ar face toate tranzacțiile vulnerabile și, în cele din urmă, ar fi sfârșitul Bitcoin.”
Calculatoarele cuantice capabile să spargă acest stil de criptare sunt deocamdată estimate că necesită peste un milion de qubiți fizici, ceea ce este departe de cele aproximativ 100 de organizații lider pe care le dețin acum. Webber explică că acesta este ceea ce determină Universal Quantum „Ne-am concentrat întotdeauna pe problema de scalare, luând acum decizii de proiectare care ne vor permite cât mai repede posibil să creștem la dimensiunile dispozitivelor necesare pentru un avantaj cuantic larg.”
Webber speră că companiile Bitcoin și alte criptomonede vor profita de decalajul de timp dovadă cuantică platformele lor. Potrivit lui Webber: „Teoretic, ar trebui să existe suficient timp pentru ca Bitcoin să facă o astfel de schimbare. Un punct pe care unul dintre colaboratorii mei îl aduce în discuție este provocările legate de procesul de guvernare, care este modul în care ați obține suficient acord în comunitate pentru a spune „bine, ar trebui să ne schimbăm cu toții, acesta este ceva care nu trebuie ignorat”. Consensul eventual necesar și capacitatea de a face blockchain-ul cuantic rezistent în dezvoltare, devine o cursă contra cronometru pentru viitorul bitcoin și a altor criptomonede.
Dar, după cum explică și Webber, calculul cuantic nu este deloc rău pentru blockchain, deoarece poate oferi soluții importante finanțelor descentralizate și băncilor autonome. „Toate aplicațiile de care suntem încântați pentru calculul cuantic în finanțe, așa că multe dintre aceste probleme vor trebui rezolvate și în versiunile descentralizate ale acestor sisteme”, a spus Webber. „Deci, ar putea un sistem financiar descentralizat să caute și un computer cuantic pe cloud pentru a rezolva anumite probleme? Eventual…"
Kenna Hughes-Castleberry este scriitoare la Inside Quantum Technology și Science Communicator la JILA (un parteneriat între Universitatea din Colorado Boulder și NIST). Bataile ei de scris includ tehnologia profundă, metaversul și tehnologia cuantică.
