Prema mnogim mišljenjima, kvantno računanje (QC), koje koristi atomski „spin” umjesto električnog naboja da predstavi svoje binarne 1 i 0, razvija se eksponencijalnom brzinom. Ako se QC ikada ostvari u velikim razmjerima, to bi moglo biti blagodat za ljudsko društvo, pomažući u poboljšanju prinosa usjeva, dizajniranju boljih lijekova i projektovanju sigurnijih aviona, između ostalih prednosti.
Kripto sektor bi također mogao profitirati. Samo prošle sedmice, na primjer, projekat koji je naručila Banka Kanade simulirao je usvajanje kriptovalute među kanadskim finansijskim organizacijama koristeći kvantno računarstvo.
“Željeli smo testirati moć kvantnog računarstva na istraživačkom slučaju koji je teško riješiti korištenjem klasičnih računarskih tehnika,” rekla je Maryam Haghighi, direktorica nauke o podacima u Bank of Canada, u saopštenju za javnost.
Ali, drugi se brinu da bi kvantno računarstvo, s obzirom na njegovu izuzetnu moć „grube sile“, moglo da probije i kriptografsku strukturu blockchaina, koja je služila Bitcoinu (BTC) tako dobro od svog početka. Zaista, neki kažu da je samo pitanje vremena kada će kvantni računari moći da identifikuju ogromne proste brojeve koji su ključni sastojci privatnog ključa BTC - pod pretpostavkom da se ne razviju nikakve protivmere.
U tom smislu, nedavno objavljen rad izračunati koliko bi kvantne snage bilo potrebno za dupliciranje privatnog ključa BTC-a, tj., „broj fizičkih kubita potrebnih da se razbije 256-bitna eliptička krivulja šifriranja ključeva u Bitcoin mreži“, kako su objasnili autori rada, koji su povezan sa Univerzitetom u Saseksu.
Da budemo sigurni, ovo neće biti lak zadatak. Bitcoin-ov algoritam koji pretvara javne ključeve u privatne ključeve je „jednosmjeran“, što znači da je lako generirati javni ključ iz privatnog ključa, ali je praktično nemoguće izvesti privatni ključ iz javnog ključa pomoću današnjih računara.
Osim toga, sve bi to trebalo učiniti za oko 10 minuta, što je prosječno vrijeme u kojem je javni ključ izložen ili ranjiv na Bitcoin mreži. Takođe pretpostavlja da je javni ključ identičan BTC adresi, kao i većina u ranim danima Bitcoina pre nego što je postala uobičajena praksa da se koristi KECCAK algoritam za „heširanje“ javnih ključeva za generisanje BTC adresa. Procjenjuje se da otprilike jedna četvrtina postojećeg Bitcoina koristi neheširane javne ključeve.
S obzirom na ova ograničenja, autori procjenjuju da bi bilo potrebno 1.9 milijardi kubita za prodor u jedan privatni ključ Bitcoin u roku od 10 minuta. Kubiti, ili kvantni bitovi, analogni su "bitovima" u klasičnom računarstvu. Poređenja radi, većina proto-QC računara danas može prikupiti 50-100 kubita, iako IBM-ov najsavremeniji Eagle kvantni procesor može upravljati sa 127 kubita.
Drugim riječima, to je 127 kubita naspram 1.9 milijardi potrebnih da se krene sigurnost Bitcoin-a koristeći veliki zarobljeni jonski kvantni kompjuter, kao što je predloženo u članku AVS Quantum Science.
Mark Webber, kvantni arhitekta u Universal Quantumu, firmi koja se izdvaja sa Univerziteta u Sussexu, i glavni autor rada, rekao, „Naši procijenjeni zahtjevi […] sugeriraju da bi Bitcoin za sada trebalo smatrati sigurnim od kvantnog napada, ali tehnologije kvantnog računanja brzo se skaliraju s redovnim prodorima koji utiču na takve procjene i čine ih vrlo mogućim scenarijem u narednih 10 godina.”
Je li prijetnja stvarna?
Da li bi sigurnost Bitcoina zaista mogla biti probijena? „Mislim da bi kvantni kompjuteri mogli da razbiju kriptovalutu“, rekao je Takaya Miyano, profesor mašinstva na japanskom Univerzitetu Ritsumeikan, za Cointelegraph: „Iako, ne za nekoliko godina, već za 10-20 godina.“
Miyano je nedavno vodio tim koji je razvio stream šifru zasnovanu na haosu dizajniranu da izdrži napade velikih kvantnih kompjutera.
David Chaum, koji je prošle godine pisao za Cointelegraph, također je oglasio alarm - ne samo za kriptovalute ali i za šire društvo:
„Možda najstrašnije za društvo koje se toliko oslanja na internet, računarstvo na kvantnom nivou dovodi sve naše digitalne infrastrukture u opasnost. Naš savremeni internet izgrađen je na kriptografiji — korišćenju kodova i ključeva za obezbeđenje privatne komunikacije i skladištenja podataka.”
U međuvremenu, za kriptovalute kao što su Bitcoin i Eter (ETH), „za koje je ovaj koncept fundamentalan, jedan dovoljno moćan kvantni kompjuter mogao bi značiti krađu milijardi dolara vrijednosti ili potpuno uništenje cijelog blockchaina“, nastavio je Chaum.
Postoji više od 4 miliona BTC "koji su potencijalno ranjivi na kvantni napad", konsultantska kuća Deloitte procjene, broj koji uključuje vlasnike koji koriste neheširane javne ključeve ili koji ponovo koriste BTC adrese, još jedna nerazumna praksa. Po trenutnim tržišnim cijenama, to iznosi oko 171 milijardu dolara pod rizikom.
Nedavno: Da li asimetrične informacije pokreću divlje promjene cijena kriptovaluta?
“Lično, mislim da u ovom trenutku nismo u mogućnosti da napravimo dobru procjenu” vremena koje će trebati prije nego što kvantni kompjuteri razbiju šifriranje BTC-a, Itan Barmes, voditelj kvantne sigurnosti u Deloitteu Nizozemska i saradnik na projektu na Svjetskom ekonomskom forumu, rekao je Cointelegraphu. Ali, mnogi stručnjaci danas procjenjuju 10-15 godina, rekao je. Mnoge od ovih procjena su također za razbijanje enkripcije bez vremenskih ograničenja. Biće teže učiniti sve u roku od 10 minuta.
Druge kriptovalute, ne samo Bitcoin, također bi mogle biti ranjive, uključujući one s proof-of-stake (PoS) mehanizmima validacije; Bitcoin koristi proof-of-work (PoW) protokol. "Ako blockchain protokol izlaže javne ključeve dovoljno dugo, on automatski postaje ranjiv na kvantne napade", rekao je za Cointelegraph Marek Narozniak, fizičar i član grupe za kvantna istraživanja Tima Byrnesa na Univerzitetu New York. “To bi moglo omogućiti napadaču da krivotvori transakcije ili lažno predstavlja identitet proizvođača blokova za PoS sisteme.”
Vrijeme je za pripremu
Čini se da bi kripto industrija mogla imati oko deset godina da se pripremi za potencijalni napad QC-a, a ovo je ključno. Narozniak je napomenuo:
“Postoji više nego dovoljno vremena da se razviju kvantno sigurni kriptografski standardi i razrade adekvatne vilice za trenutno korištene blockchain protokole.”
Na pitanje da li je uvjeren da će postkvantna kriptografija biti razvijena na vrijeme kako bi spriječila hakere prije nego što se probije 10-minutna barijera, Deloitteov Barmes referencirao je noviji rad on koautor o kvantnim rizicima za Ethereum blockchain koji opisuje dvije vrste napada: napad skladištenja i napad tranzita. Prvi je „manje komplikovan za izvršenje, ali da biste se odbranili od njega, ne morate nužno da zamenite kriptografski algoritam.” S druge strane, rekao je Cointelegraphu:
“Tranzitni napad je mnogo teže izvesti, a od njega je mnogo teže zaštititi. Postoje neki algoritmi kandidati za koje se vjeruje da su otporni na kvantne napade. Međutim, svi oni imaju nedostatke u performansama koji mogu biti štetni za primjenjivost i skalabilnost blockchaina.”
Trka u naoružanju?
Ono što se dešava u ovoj oblasti, dakle, izgleda kao neka vrsta trke u naoružanju – kako kompjuteri postaju sve moćniji, odbrambeni algoritmi će morati da se razvijaju kako bi se suočili sa pretnjom.
„Ovaj sveukupni obrazac zaista nije ništa novo za nas“, rekao je Narozniak. “Vidimo to i u drugim industrijama.” Uvode se inovacije, a drugi pokušavaju da ih ukradu, pa se razvijaju mehanizmi zaštite od piraterije, koji izazivaju još pametnije uređaje za krađu.
“Ono što ovaj slučaj kvantno sigurne kriptografije čini malo drugačijim je to što kvantni algoritmi nameću drastičniju promjenu. Na kraju krajeva, ti uređaji su zasnovani na različitoj fizici i za određene probleme nude različitu računsku složenost”, dodao je Narozniak.
Zaista, QC koristi neobičnu kvalitetu kvantne mehanike u kojoj elektron ili atomska čestica mogu biti u dva stanja u isto vrijeme. U klasičnom računarstvu, električni naboj predstavlja informaciju kao 0 ili 1 i to je fiksno, ali u kvantnom računarstvu, atomska čestica može biti i 0 i 1, ili 1 i 1, ili 0 i a 0, itd. Ako se ovaj jedinstveni kvalitet može iskoristiti, računarska snaga eksplodira mnogostruko, a razvoj QC-a, uparen sa Shorovim algoritmom – prvi put opisan 1994. kao teorijska mogućnost, ali će uskoro postati široka realnost, mnogi vjeruju – također prijeti da razbije RSA enkripciju, koja se koristi u velikom dijelu interneta, uključujući web stranice i e-poštu.
„Da, to je veoma teška i uzbudljiva trka oružja,“ rekao je Mijano za Cointelegraph. „Napadi — uključujući napade sa strane kanala — na kriptosisteme postaju sve moćniji, zahvaljujući napretku računara i matematičkih algoritama koji se pokreću na mašinama. Svaki kriptosistem mogao bi se iznenada pokvariti zbog pojave nevjerovatno moćnog algoritma.”
Simulacija finansijskih odnosa
Međutim, ne treba nužno pretpostaviti da će uticaj kvantnog računarstva na kripto sektor biti potpuno štetan. Samuel Mugel, glavni tehnološki direktor u Multiverse Computingu, firmi koja je vodila gore navedeni program u Bank of Canada, objasnio je da su u pilot-programu bili u mogućnosti da simuliraju mrežu finansijskih odnosa u kojima su odluke koje bi jedna firma mogla donijeti veoma zavisi od odluka drugih firmi, dodatno objašnjavajući za Cointelegraph:
“Ovakve mreže teorije igara je veoma teško riješiti normalnim superkompjuterima jer se optimalnija ponašanja mogu previdjeti. Kvantni kompjuteri imaju načine da se efikasnije bave ovom vrstom problema.”
Uređaji zasnovani na kvantnoj mehanici potencijalno nude druge jedinstvene mogućnosti, dodao je Narozniak, „Na primjer, za razliku od klasičnih stanja, kvantna stanja se ne mogu kopirati. Kada bi digitalni tokeni bili predstavljeni korištenjem kvantnih stanja, teorema o zabrani kloniranja bi ih automatski zaštitila od dvostrukog trošenja.”
Nedavno: Kripto se vidi kao 'budućnost novca' u zemljama pogođenim inflacijom
Kvantno preplitanje bi se također moglo koristiti za osiguranje kvantnih pametnih ugovora, rekao je Narozniak. “Tokeni bi mogli biti zapetljani tokom izvršenja ugovora, čineći obje strane ranjivim na eventualni gubitak ako se pametni ugovor ne izvrši kako je dogovoreno.”
Razvoj post-kvantne kriptografije
Sve u svemu, prijetnja kriptoverzu od kvantnog računarstva izgleda stvarno, ali bi bila potrebna ogromna snaga da se probije osnovna kriptografija kriptografije, a hakeri bi također morali raditi pod strogim vremenskim ograničenjima – imati samo 10 minuta da prodru u privatni ključ BTC, na primjer. Realnost razbijanja eliptičke krivulje Bitcoin-a korištenjem kvantnog računarstva je također udaljena barem jednu deceniju. Ali, industrija sada treba da počne sa razvojem sredstava odvraćanja. „Rekao bih da treba da budemo spremni na vreme, ali moramo da počnemo ozbiljno da radimo na tome“, rekao je Barmes.
Zapravo, značajna količina istraživanja se sada odvija "u postkvantnoj kripto," rekla je za Cointelegraph Dawn Song, profesorica na odjelu kompjuterskih znanosti na Univerzitetu Kalifornije, Berkeley, dodajući:
“Važno je da razvijemo kriptografiju otpornu na kvantu ili post-kvantnu kriptografiju kako bismo imali spremne alternative kada su kvantni kompjuteri dovoljno moćni u stvarnosti.”
Izvor: https://cointelegraph.com/news/quantum-computing-to-run-economic-models-on-crypto-adoption