Dozvolite mi da započnem ovaj članak sa odricanjem odgovornosti. Nemam ni blizu dovoljno velik mozak da bih mogao da shvatim šta je kvantno računarstvo.
Rekavši to, jako sam znatiželjan u pogledu njegovog potencijalnog utjecaja na Bitcoin i kao rezultat toga, to je nešto što sam nedavno proveo istražujući u slobodno vrijeme. Znate, „za zabavu“. Iskreno rečeno, ranije ovog mjeseca proveo sam pola dana na aerodromu, pa šta sam trebao učiniti da ubijem vrijeme?
Tražite li brze vijesti, vruće savjete i analizu tržišta? Danas se prijavite za Invezz bilten.
Mislio sam da ću sastaviti komad pokušavajući da sumiram svoje istraživanje i objasnim šta je kvantno računarstvo, kao i njegove implikacije na Bitcoin, jednostavnim riječima kako bi drugi normalni ljudi poput mene – nečudesni naučnici, ako hoćete – mogli shvatiti to. Evo šta sam našao.
Šta je kvantno računarstvo?
Kvantno računarstvo se brzo razvija tehnologija koji se oslanja na kvantnu mehaniku za rješavanje problema koji su previše napredni za "normalne" računare. Bavi se interakcijom i kretanjem subatomskih čestica, a evoluirao je do mjesta koje većina naučnika nije mogla zamisliti čak ni prije nekoliko godina.
U suštini, zamislite super-moćne računare koji su sposobni da rešavaju izuzetno teške matematičke i kriptografske zagonetke mnogo brže od klasičnih računara danas. Hint hint.
Kakve ovo veze ima sa Bitcoinom?
Bitcoin je zasnovan na nečemu što se zove asimetrična kriptografija. To znači da radi na principu koji se naziva “jednosmjerna funkcija”. Postoje dva vitalna aspekta svakog Bitcoin novčanika: privatni ključ i javni ključ. Ako imate privatni ključ, javni ključ možete lako zaključiti. Međutim – i ovo je ključni dio – obrnuto ne vrijedi, tako da ako imate nečiji javni ključ, ne možete zaključiti njegov privatni ključ. Dakle, “jednosmjerna funkcija”.
Ovo ima smisla. Očigledno, bitkoin bi bio beskorisan ako biste mogli izvući nečiji javni ključ (koji je uglavnom dostupan svima na mreži) i iz toga zaključiti njihov privatni ključ, čime ćete dobiti pristup njihovom novčaniku. Ne postoji način da se to uradi sa današnjim računarima jer biste morali da prođete kroz astronomski broj kalkulacija da biste otkrili šta je privatni ključ.
Zakoračite u kvantne kompjutere. Zamislite kvantni kompjuter kao što je mozak Alberta Ajnštajna, i normalan kompjuter kao što je moj bijedni mozak. Stvari koje su za mene potpuno neizvodljive su u domenu mogućnosti gospodina Ajnštajna. I u ovoj analogiji, Einstein može provaliti privatni ključ.
Mnogi misle da je neizbježno da kvantni kompjuteri napreduju do te tačke. Gledajući njihov napredak u posljednjih nekoliko godina, bilo bi teško kladiti se protiv toga. Na primjer, 2019. Google tvrdio je u radu (koji su istraživači željno očekivali) da je razvio posebno napredan kvantni kompjuter. Ovaj računar je bio sposoban da izvrši proračun za 200 sekundi za koji bi današnjem najnaprednijem klasičnom računaru, poznatom kao Summit, trebalo oko 10,000 godina.
Kod Bitcoina, da bi slao bitcoine sa jedne adrese na drugu, pošiljalac mora ovlastiti da posjeduje (javnu) adresu na kojoj se pohranjuju sredstva. Da bi to učinili, moraju obezbijediti digitalni potpis u obliku svog privatnog ključa kako bi dokazali da su sredstva na toj adresi njihova. Sa kvantnim kompjuterom dovoljno snage, neko ko ima vaš javni ključ mogao bi da provali kod kako bi dobio vaš privatni ključ, čime bi stekao moć da falsifikuje potpis i počisti sve vaše bitcoine. Šok i užas! Uzvičnik!
Ali sačekajte – to ne znači da će bitcoin novčanici uskoro biti razbijeni. Bar ne svi.
Hoće li kvantni računari razbiti Bitcoin?
Bitcoin adrese, za svrhu koju ovdje gledamo, mogu se podijeliti u dvije kategorije. Ovo će zvučati pomalo složeno na početku, ali budite strpljivi – zapamtite, ni ja ne dolazim iz računarske pozadine, tako da ću to učiniti jednostavnim i povezati sve zajedno.
Prva od dvije kategorije Bitcoin adrese naziva se “pay to public key” (p2pk). To je bio tip OG adrese i stoga većina adresa iz tog vremena spada u ovu kategoriju. To uključuje vaše bitcoine, gospodina ili gospođu Nakamoto – ali više o implikacijama Satoshija kasnije.
Ove p2pk adrese su ranjive kada je u pitanju potencijalna budućnost koja uključuje kvantne računare. Javni ključ je direktno dostupan sa adrese novčanika i, budući da je to blockchain, sve adrese su vidljive svima na svijetu.
Na primjer, ovo je izvorna bitcoin adresa Bitcoina, prva adresa ikada napravljena. Satoshi Nakamoto – gdje god da si, veliki momče – dobio je 50 bitkoina kao nagradu za rudarenje 3. januarard 2009. Od tada 50 bitkoina nikada nije napustilo adresu. I svako može zaključiti javni ključ ove adrese.
(Oh, kao zabavna napomena, kao što možete vidjeti ispod ima 68 bitcoina na ovoj adresi, uprkos činjenici da je Satoshi zaradio samo 50 bitcoina za rudarenje. To je zato što su ljudi slali bitcoine na adresu tokom godina kako bi pokazali svoju zahvalnost za ono što je Satoshi uradio).
Satoshi je zapravo iskopao preko 22,000 blokova bitcoina sa novom adresom koja se generira svaki put jer je želio ostati što je moguće anonimniji. Sa 50 bitkoina na svakoj od ovih adresa (opet, nijedan se nikada nije pomjerio – caru dijamantske ruke), postoji oko 1 milion bitcoina za koje se pretpostavlja da pripadaju Satoshiju.
Ali u svakom slučaju, vratimo se na stvar. Ovo su očito rane bitcoin adrese i stoga spadaju u p2pk kategoriju. To znači da javno vidljive adrese, na primjer adresa geneze kao što je prikazano iznad – 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa – svi imaju svoje javne ključeve koje može dobiti bilo ko u svijetu.
A kada se pojavi kvantni kompjuter, moći će da razbije privatni ključ ovih adresa iz ovih dostupnih javnih ključeva i počisti sve bitcoine. Ključni zaključak iz ovog odjeljka je da bi kvantni kompjuter kompromitovao Bitcoin adresu, prvo mora imati dostupan javni ključ.
Da li su sve adrese podložne probijanju kvantnih kompjutera?
Srećom, ne spadaju sve adrese u ovu kategoriju. Druga kategorija je noviji tip adrese koja se zove “pay to public key hash” (p2pkh). Za ove adrese, javni ključ se ne može dobiti sa adrese. Umjesto toga, javni ključ se svijetu otkriva tek kada se izvrši transakcija slanjem sredstava iz tog novčanika.
To znači da su ove adrese neprobojne za kvantne kompjutere do korisnik šalje sredstva iz tog novčanika. Nakon toga, oni su kao i Satoshijeve p2pk adrese iznad – njihovi javni ključevi su vidljivi svijetu i ranjivi su na kvantne kompjutere.
Zbog toga puristi podstiču ponovnu upotrebu Bitcoin adresa. Zaista, ako je neko što je moguće sigurniji, nikada ne bi trebao ponovo koristiti istu adresu – ali mnogi ne slušaju ovaj savjet.
Dakle, koliko Bitcoin adresa mogu da razbiju kvantni računari?
Da rezimiramo prethodni odjeljak, dvije vrste bitcoin adresa su osjetljive na kvantno računanje. Prva su stare škole p2pk adrese, poput Satoshijeve. Druga je ponovo korištene p2pkh adrese.
Deloitte objavljen analizu koja procjenjuje broj adresa koje spadaju u ove kategorije. Donji grafikon sumira njihove nalaze.
To pokazuje da su p2pk adrese stare škole dominirale u ranim godinama. Sigurnije p2pkh adrese došle su na mrežu 2010. godine i ubrzo postale dominantan tip adresa. Ključni zaključak je da je broj novčića sadržanih na p2pk adresama stare škole ostao konstantan na oko 2 miliona bitcoina (9.5% konačne ponude od 21 milion bitcoina, od kojih se više od polovine pretpostavlja da pripada Satoshiju ).
Mislim da je pošteno zaključiti gledajući stagnirajućih 2 miliona kovanica na p2pk adresama (plava linija) da se oni mogu pripisati ranim rudarima koji su nikada prodali i mnogi su vjerovatno izgubljeni novčići (opet, polovina ovih su Satoshijevi) .
Još više intrige su ponovo korišćene p2pkh adrese (ljubičasta linija), druga kategorija ranjiva na kvantne računare. Nakon povećanja između 2010. i 2014. godine, od tada se smanjio i sada iznosi oko 2.5 miliona kovanica.
To znači da je ukupno između 4 i 4.5 miliona novčića (crvena isprekidana linija na grafikonu) ranjivo na kvantne računare (2 miliona sa starih školskih p2pk adresa i 2.5 miliona sa ponovo korišćenih p2pkh adresa). To je preko 20% konačne ponude.
Kako možete smanjiti rizik od krađe Bitcoina?
Postoji jedna vrsta adrese koja je sigurna: p2pkh adrese koje nikada nisu korištene za slanje bitcoina na drugom mjestu. S druge strane, p2pkh adresa koja je ranije slala bitcoine na neko drugo mjesto, kao i p2pk adrese (bez obzira da li su slale bitcoine ili ne) su ranjive.
Dakle, kako biste zaštitili svoje bitcoine, potrebno ih je poslati na novu p2pkh adresu. Ovo je glavni argument protiv prijetnje kvantnog računarstva za Bitcoin. Vjernici kažu da se bitcoini jednostavno mogu prenijeti na nove p2pkh adrese i stoga su neprobojni. Oni su tačni.
Ali postoji kvaka. Ako ste izgubili privatne ključeve svoje adrese, ne možete pristupiti ovim bitcoinima i stoga se ne mogu premjestiti. To znači da će oni biti besplatni za hakere kada se kvantni računari pojave na mreži.
Dakle, dok je Deloitteova studija procijenila broj Bitcoin adresa koje bi bile ranjive da se kvantni računari danas pojave na mreži (21%), možda je relevantnije pitanje koliko bitkoina uvijek će biti ranjivi na prijetnje kvantnih kompjutera. Jer kakav god da je taj broj, on je ključni koji predstavlja sistemski rizik za Bitcoin mrežu u cjelini.
Postoji li sistemski rizik za Bitcoin?
Recimo da se Albert Ajnštajn iz 21. veka probudi sutra i iznenada ima kvantni kompjuter. Mali Albert Junior prikuplja preko 20% ukupne zalihe bitkoina. Šta se dalje događa?
Očigledno, cijena će pasti. Prvo, dobijate da se ponuda u suštini povećava jer su svi izgubljeni novčići, uključujući 5% za koje se pretpostavlja da pripadaju Satoshiju, sada ponovo u opticaju. Ali cijena će pasti zbog više od jednostavnog prilagođavanja na strani ponude.
Svatko može nagađati gdje će cijena pasti, ali moja je da ide blizu nule. Kako uvjeriti ljude da bitkoin – koji se zauvijek prodaje kao najteži oblik novca koji je ikada postojao – ima jednu veliku prednost?
Argument tada postaje: „U redu, svi smo mislili da je ovo najteži novac koji je ikada postojao, iako je tehnologija bila manjkava i kompjuteri su se razvili do tačke u kojoj su je razbili, ali sada obećavamo da je opet sigurno i tehnologija ga više nikada neće razbiti ”.
Koliko će ljudi koristiti Bitcoin u tom scenariju? Možete li predvidjeti bilo koju S&P 500 kompaniju koja ga drži u svom bilansu stanja? Ima li još zemalja koje ga deklarišu kao zakonsko sredstvo plaćanja? Da li penzioni fondovi ulažu u to? Nije nestalo samo 20% ponude, cijela svirka bi bila gore. Bilo bi gotovo.
Zbog toga se mora dogoditi smanjenje 20% ranjivih bitcoina. Srećom, ne očekuje se da će Albert Einstein Jr imati svoj super kompjuter na mreži do sutra.
Zašto se svi jednostavno ne prebace na (neprobojne) nove p2pkh adrese?
Ovo je rješenje. Ali kao što sam rekao, postoje novčanici koji sadrže bitcoine za koje su njihovi korisnici izgubili privatne ključeve, ili su mrtvi, ili iz raznih drugih razloga. Ovi bitcoini se ne mogu premjestiti. Ako je Satoshi mrtav, na primjer, njegovi ili njeni novčići neće biti pomjereni dok se ne razvije kvantni kompjuter dovoljne snage.
To je ono što je navelo stručnjaka za blockchain tehnologiju Andreasa Antolopoulosa da izjavi sljedeće:
Znat ćemo kada kvantno računanje postoji kada se Satoshijevi novčići pomjere
Znat ćemo kada kvantno računanje postoji kada se Satoshijevi novčići pomjere
Andreas Antolopoulos
Ali nije sve izgubljeno. Postoji, srećom, rješenje za ovo, nadamo se, hipotetičko-ali-u-stvarnosti-jednodnevno-ne-hipotetično pitanje. To rješenje je da se dođe do plana unutar Bitcoin zajednice da se ljudi prisile da premjeste svoje bitcoine na adrese koje nisu ranjive. Deloitte sugerira da bi takav plan mogao navesti da bi „nakon unaprijed definiranog perioda (vremenskog vremena koje ljudima omogućava da premjeste svoje bitcoine na sigurne adrese), kovanice na nesigurnim adresama postale neupotrebljive (tehnički, to znači da će rudari ignorirati transakcije koje dolaze s ovih adresa) ”.
Ovo bi po svoj prilici bilo nevjerovatno zbrkano pitanje koje izaziva podjele. Pokušaj postizanja konsenzusa unutar zajednice bio bi noćna mora i podsjeća me na zloglasni period građanskog rata unutar Bitcoin zajednice 2017. godine, koji je doveo do “hard forka” i stvaranja Bitcoin Cash-a.
Da li je Bitcoin definitivno bezbedan ako se prenese na „nepropusne“ adrese?
Hmm. Pa, postoji još jedno pitanje. Kada se izvrši transakcija za slanje sredstava iz novčanika, javni ključ postaje dostupan. To onda znači da kvantni računar može probiti privatni ključ.
Ali postoji kašnjenje između trenutka kada je transakcija pokrenuta i kada je potvrđena rudarima. Bitcoin blokovi se rude svakih deset minuta, što znači da postoji prozor u kojem je javni ključ dostupan, ali sredstva još nisu prebačena iz novčanika.
Dakle, ako bi napadač mogao dobiti privatni ključ od javnog ključa u ovom vremenskom periodu, a zatim izvršiti vlastitu transakciju kojom će poslati te iste bitcoine koje pokušavate poslati, ali na drugu adresu, i platiti veću naknadu za rudarenje dobiju prioritet u redu, bitcoini bi mogli biti ukradeni.
Dakle, ako kvantni kompjuter ikada dođe do tačke u kojoj može da provali privatni ključ za manje od deset minuta – a ovo ovde ulazi u sve mitskiju teritoriju, moram da upozorim – onda su sve opklade isključene i teoretski svaka transakcija napravljena na mreža bi mogla biti hakovana.
Ovdje ću se prepustiti Deloitteu koji dobro sumira ovo pitanje:
Trenutne naučne procjene predviđaju da će kvantni kompjuter potrajati 8 sati za razbijanje RSA ključa, a neke specifične kalkulacije predviđaju da bi Bitcoin potpis mogao biti hakovan unutar 30 minuta
To znači da bi Bitcoin u principu trebao biti otporan na kvantne napade (sve dok više ne koristite adrese). Međutim, kako je polje kvantnih računara tek u povojima, nejasno je koliko će takav kvantni računar postati brz u budućnosti.
Ako se kvantni računar ikada približi 10-minutnoj granici da izvede privatni ključ iz svog javnog ključa, tada će Bitcoin blockchain biti inherentno pokvaren
Itan Barmes & Bram Bosch, Deloitte
zaključak
Dokazi ukazuju na to da je Bitcoin siguran dugi niz godina.
Dokazi također upućuju na svijet u budućnosti u kojem će postojati kvantni kompjuteri, a bitcoin će na kraju biti ranjiv. Čak i u slučaju kada se to dogodi, Bitcoin mreža bi mogla poništiti prijetnju izvođenjem soft fork-a i migracijom na mrežu s kvantno sigurnom metodom šifriranja.
Problem u tom slučaju (mrzim biti nosilac još lošijih vijesti) je da bi to vjerovatno izazvalo ozbiljne probleme s skalabilnosti, nešto sa čime se mreža već bori.
Da zaključimo ovo, svodi se na to kojim putem ide tehnologija – i sa kvantnim računarstvom i sa Bitcoinom. Tehnologija se razvija munjevitom brzinom. Slučaj za to je upravo ova rasprava, koja bi bila apsurdna prije 20 godina, kako u vezi s neizbježnošću kvantnih kompjutera, tako i u vezi s postojanjem digitalne valute i nečega što se zove „blockchain“.
Potrebno je učiniti više istraživanja i kontinuirani razvoj na strani Bitcoina kako bi se osigurala njegova budućnost protiv prijetnje kvantnog računarstva. Zajednica je prešla dug put i Bitcoin se razvija, uprkos onome što mnogi zagovornici tvrde, tako da je ovo vrlo moguće.
Svijet u kojem bitkoin prelazi na post-kvantnu kriptografiju nije ništa gluplji od svijeta u kojem postoje kvantni kompjuteri koji mogu razbiti privatne ključeve. Ostaje nam samo da se nadamo da će prvi stići prvi.
Hvala što ste pročitali moj pokušaj da pojednostavim ovo neverovatno složeno i spekulativno pitanje, i ako imate bilo kakve komentare ili povratne informacije (čak i e-poštu mržnje!) slobodno mi se obratite na Twitter na @DanniiAshmore ili @InvezzPortal
Investirajte u najbolje kriptovalute brzo i jednostavno uz najvećeg i najpouzdanijeg brokera na svijetu, eToro.
10/10
68% maloprodajnih CFD računa gubi novac