Может ли квантовый компьютер взломать Блокчейн?

Может ли квантовый компьютер взломать Блокчейн?

Нам повезло, что мы живем сегодня. Мы находимся в разгаре огромных технологических потрясений, где нашы изобретение и открытия, обусловленны социально мыслящими научными исследованиями, проникают во все аспекты нашей жизни. Blockchain — это только одна из этих технологий; другие, такие как квантовые вычисления и чистая энергия, добиваются одинакового прогресса в стремлении к лучшему миру.

Научные открытия часто имеют способ проверить друг друга, в виде технологического выживания наиболее приспособленных. Например, когда правила чистой энергии требуют сокращения традиционных энергопроизводящих производств, Блокчейн должен проектировать решения для сокращения потребления энергии, продолжая при этом создавать новые блоки в цепочке. По мере удлинения блокады электричество и вычислительные ресурсы требуют увеличения экспоненциально.

Угроза квантовых вычислений и компьютеров для Блокчейна

Квантовые вычисления дают нам необычайную вычислительную мощь. Самые насущные проблемы в мире, такие как изменение климата, могут быть преодолены только машинами, такими как квантовые компьютеры. Тем не менее, как и во всех новых технологиях, они могут оторваться от устаревших функций других технологий. Эти технологии должны мутировать, чтобы выжить и процветать, или же остаться на свалке технологий.

Безопасность Blockchain исходит из его расширенных стандартов шифрования, но сила квантовых вычислений оставляет мнение экспертов, что шифрование, используемое блочной цепью, будет слишком легко преодолено квантовыми вычислениями.

Недавно исследователи из Университета Южного Уэльса построили новую архитектуру, аналогичную используемой в современных процессорах, для выполнения квантовых вычислений. Это имеет серьезные последствия для простого человека. Это означает, что та же технология, используемая для запуска устройств, которые вы используете сегодня, может использоваться для выполнения квантовых вычислений.

Квантовые вычисления, даже карманные квантовые вычисления, неизбежны. Тем не менее, это всегда считалось далекой мечтой — от 10 до 15 лет в будущем было отраслевым мнением о прибытии коммерческих квантовых вычислений. Это открытие исследователей UNSW дискредитирует это предсказание. Теперь они могут появиться намного быстрее, и это может не послужить хорошим предзнаменованием для криптографии и Блокчейна в целом.

Технически возможно, чтобы классический компьютер прорвался через асимметричное шифрование, использующее монеты, такие как Биткойнов, но это займет очень много времени. Квантовые компьютеры работают на величину во много раз быстрее, чем классические компьютеры, хотя и легче победить асимметричное шифрование.

Криптовалюта и Блокчейн могут быть вынуждены развиваться, мутировать, чтобы обладать новыми характеристиками, или же любимая безопасность и неприкосновенность частной жизни, которые хвалят энтузиасты, могут уйти в прошлое.

Однако все не потеряно. Разработчики монет внимательно следят за долгосрочным будущим, возможно потому, что сама криптовалюта находится только на стадии малыша. До того, как криптовалюта созревает во всемирном использовании, существует долгий путь . Разработчики тщательно планируют любые препятствия, которые могут возникнуть, и это включает в себя квантовые вычисления.

Но прежде чем мы поговорим о возможных решениях, которые Блокчейн может использовать для защиты от квантовых вычислений, давайте посмотрим, что такое квантовые вычисления. Подобно блочным цепям и криптовалютам, полезно узнать немного о технологии, которая будет иметь беспрецедентное влияние на нашу жизнь.

Создание Вселенной квантовых вычеслений

Квантовые вычисления — это конечная игра компьютерных исследований. Он превзойден в страхе и спекуляции только одной другой областью исследований — искусственным интеллектом. На протяжении многих лет такие организации, как NASA и промышленные гиганты, такие как Google, вкладывали свои ресурсы в совершенство этой сумасшедшей области физики для повседневного использования.

На данный момент он ограничен высокотехнологичными исследовательскими лабораториями и несколькими избранными организациями, но в какой-то момент это был традиционный компьютер, который вы используете сегодня. Смартфон в вашей руке во много раз более мощный, чем космический корабль Voyager, который теперь плавает в межзвездном пространстве и компьютеры, которые моделировали ядерную войну во время холодной войны. Это только вопрос времени, когда квантовые вычисления становятся более доступными для простого человека.

Сегодняшние компьютеры используют биты. Это значения, которые могут быть либо 0, либо 1. Само по себе это не очень много, но если вы повторно объединяете эти значения «да» или «нет» с другими значениями «да» или «нет», вы можете использовать сегоднишние компьютеры в полной мере (на самом деле вам нужно всего лишь 6 бит, чтобы выяснить, что такое буква, хотя на практике это занимает 8 бит). Это почти все, что ваш компьютер должен делать все, что он делает сегодня.

Квантовые вычисления выводят эту идею на совершенно новый уровень. Невероятно, он использует саму ткань вселенной для этого. Современные квантовые компьютеры манипулируют вселенной и параллельными вселенными для проведения вычислений.

Квантовые компьютеры работают на «кубитах», которые могут существовать одновременно в состоянии 0 и 1. Мы не будем вдаваться в детали, но с каждым дополнительным «кубитах вычислительная мощность компьютера растет экспоненциально. Это позволяет квантовому компьютеру выполнять сложные вычисления со скоростью, которая намного превосходит сегодняшние компьютеры, сокращая время для решения сложных математических моделей, моделирования и криптографической безопасности.

Как работает шифрование сегодня

Самый популярный метод криптографии, используемый сегодня, — это криптография с открытым ключом. Это использует пару открытых и закрытых ключей для шифрования и дешифрования сообщений (или данных транзакции, в случае блокировки), чтобы гарантировать, что только проверенные пользователи могут получить доступ к информации.

криптография с открытым ключом

В двух словах ваш открытый ключ используется для доступа к зашифрованному сообщению, а ваш секретный ключ используется для дешифрования сообщения. Сила частного ключа зависит от методов защиты и секретности секретного ключа. Blockchain использует цифровые подписи для дополнительной защиты.

Эта форма криптографии используется уже много лет, и это свидетельствует о ее эффективности, которая противостояла десятилетиям попыток ее разлома.

Теоретически квантовые компьютеры могут легко решить методы безопасности асимметричной криптографии. Квантовый компьютер просто должен быть достаточно большим, и индустрия делает прыжки и ограничения в отношении этого.

Подводя итог, сегодняшние стандарты шифрования в Блокчейне работают на данный момент, но квантовые вычисления прямо на хвосте.

Могли ли квантовые компьютеры убить Blockchain?

Если исследования квантовых вычислений продолжаются в текущем темпе, тогда у него не будет проблем с нарушением шифрования, используемого блочной цепью. Экономическая система криптовалют стала бы бесполезной, поскольку хакеры могли бы украсть ваши монеты, совершить мошенничество и управлять блочной цепью. Если бы кто-то мог легко украсть ваши Биткойны, это не было бы хорошо для репутации Биткойна.

Возможно, вы слышали о «нападении 51%». Это когда майнеры контролируют более 50% сети, что позволяет им удваивать расходы. В условиях непрофессионала это означает, что они могут тратить деньги дважды, удаляя транзакции из блоков.

Квантовые компьютеры могут дать злонамеренным майнерам необходимую мощность, чтобы преодолеть этот 50%-ный порог. Это особое беспокойство по поводу безопасности не является непосредственной проблемой. Прогноз состоит в том, что он будет по меньшей мере за 10 лет до того, как квантовые компьютеры смогут это сделать. Однако с недавно обнаруженной инженерной архитектурой для квантовых компьютеров эта временная шкала может быть сокращена.

Существует гораздо большее беспокойство, которое, как мы уже упоминали, является легкостью, с которой квантовые вычисления могут нарушать шифрование с открытым ключом. Ожидается, что квантовые вычисления достигнут такого уровня мощности к 2027 году. Другими словами, если сегодняшние стандарты шифрования и расширение, обеспечивающие безопасность цепочки, не развиваючи новые технологии безопасности или стандарты шифрования, это будет практически бесполезно.

Хорошей новостью является то, что разработчики криптовалюты в долгосрочной перспективе на самом деле готовятся к этой возможности, и у них есть несколько трюков в рукаве.

Технологическая эволюция Биткоина

Криптовалюты используют множество инструментов для борьбы с быстро приближающейся угрозой квантовых компьютеров.

Одним из таких разработок является обновленная версия Bitcoin под названием qBitcoin. Можно использовать протоколы квантовой криптографии, такие как схема распределения квантовых ключей BB84, для передачи этих qBitcoins между пользователями.

Здесь есть ирония: та же самая технология, которую используют квантовые вычисления, чтобы угрожать безопасности Блокчейн, кубит, используется для защиты цепочки. К сожалению, в этом методе существуют препятствия. Было бы необходимо установить квантовую распределительную сеть для передачи этих кубитов, что в финансовом отношении невозможно в больших масштабах из-за высокой стоимости строительства. Со временем, однако, это может стать дешевле.

Другой предложенный метод — это квантово-стойкая книга , разработанная доктором Питером Уотерлендом. Эта новая техника была разработана с учетом постквантовой криптографии. Он направлен на борьбу с угрозой квантовых вычислений путем внедрения новых цифровых подписей в транзакции, что делает книгу устойчивой к квантовым вычислениям.

С использованием алгоритма Proof-of-Stake доказано, что этот метод имеет безопасные хеш-основанные псевдослучайные функции, которые иммунизируют от квантового анализа. В отличие от qBitcoins, ему не нужна дорогая инфраструктура для работы. Он может работать на устройствах с малой мощностью, таких как ноутбуки.

QRL также планирует внедрить квантово-безопасный уровень обмена сообщениями. С помощью технологии, основанной на решетчатой ​​криптографии, транзакции будут подписаны специальным открытым ключом, который может использоваться пользователями для набора защищенного средства связи, через который можно отправлять сообщения. Дополнительные планы включают связывание идентификаторов блок-чейнджей с этими квантово-безопасными адресами, называемыми транзакциями XMSS.

Существуют также существующие криптовыделения, которые планируют использовать постквантовую криптографию. IOTA , одна из крупнейших монет на рынке, использует Winternitz OTS или Lamport Signatures для защиты своих подписей от квантового анализа. Единственная проблема заключается в том, что каждый адрес можно использовать только один раз.

Протокол IOTA, Tangle, интуитивно, фактически ускоряет работу сети по мере поступления большего количества пользователей. Направленный ациклический график IOTA, отличный от блок-цепи, является заслуживающей внимания новой разработкой в ​​криптовалютной технологии. В этой сети отправитель транзакции должен проверить две другие транзакции. Это захватывающий новый протокол и заслуживает внимания.

Каков прогноз безопасности Блокчейн?

К счастью, это не слишком тревожно.

Да, квантовые вычисления могут потенциально вызвать катастрофу для криптовалюты, но индустрия уже принимает меры против этой угрозы. Это все еще очень рано в жизни обеих технологий, и это может даже помочь им в целом, если они соревнуются бок о бок. Неизбежное прибытие квантовых компьютеров вынуждает специалистов по шифрованию и криптовалютации готовиться к этому, что только улучшает его возможности и шансы на выживание.

Ответ заключается в том, что вам не нужно паниковать. Может случиться так, что выигрывают квантовые вычисления, но упреждающие усилия криптографических и криптовалютных экспертов выглядят многообещающими. По моему личному мнению, это не похоже, что квантовые вычисления разрушат рынок. Врожденная ценность Blockchain во многих отраслях промышленности — это благо, которое должно быть взято обеими руками. Трудно представить, чтобы кто-то хотел его отпустить. Кажется вероятным, что некоторая защита от квантовых вычислений будет обнаружена или изобретена в ближайшее время.

 

Если у вас есть собственные мысли о квантовых вычислениях, проблема безопасности или монеты, которые решают проблему постквантовой криптографии, сообщите нам в комментариях ниже.