Страхът от квантовите изчисления нараства в крипто общността. Мнозина са уверени, че развитието на кванткомпютрите ще доведат до уязвимостта и изчезването на криптовалутите и блокчейните.
Заплахата за блокчейните идва от мощен кванткомпютри, които могат лесно да разбият криптирането, което ги защитава. Нека да разберем дали идеите за „квантово надмощие“ означават смъртта на криптовалутите? Отговорът е прост: не.
Квантово и класическо изчисление
Класическо изчисление – това са тезикомпютрите, с които сме свикнали, продължение на теорията на Тюринг за изчисленията – лаптопи или мобилни телефони. Класическото изчисление разчита до голяма степен на манипулиране на физически битове – известните нули и единици.
Квантовото изчисление разчита на кубити –битове, които се съхраняват в суперпозиция и използват квантови принципи за извършване на изчисления. Информацията, уловена или генерирана от квантова система, се възползва от способността на кубитите да бъдат в повече от едно физическо състояние едновременно (суперпозиция), но когато състоянието на системата е фиксирано, информацията се разпада.
Важен момент – квантовите компютри не савинаги по-добър от класическите компютри. Когато хората говорят за „квантово надмощие“, включително докладите на Google GOOG, те говорят за това как квантовият компютър може да изпълни определена задача по-добре от класическите компютри, може би. Такива задачи не могат да бъдат изпълнени за разумно време с помощта на класически компютри.
Квантовият компютър трябва да може по-добре да се справи с някакви дребни и тривиални задачи, които може да изглеждат впечатляващи, но напълно безполезни.
Квантови компютри и криптография
Нека се опитаме да разгледаме как квантовите компютри представляват екзистенциална заплаха за използваната в момента асиметрична криптография.
В асиметричната криптография двойката затворени ипубличен ключ се създава по такъв начин, че между двата ключа да съществува математическа връзка. Както подсказва името, частният ключ се пази в тайна, а публичният ключ е публичен. Това позволява на потребителите да създават цифров подпис (използвайки техния частен ключ), който може да бъде проверен от всеки със съответния публичен ключ. Тази схема е много разпространена във финансовата индустрия за проверка на автентичността и целостта на транзакциите.
Сигурността на асиметричната криптография се основава навъз основа на математически принцип, наречен "еднопосочна функция". Този принцип гласи, че публичен ключ може лесно да бъде извлечен от частен ключ, но не и обратното. Всички познати (класически) алгоритми за получаване на частен ключ от публичен изискват астрономично време за извършване на такива изчисления и следователно са непрактични. През 1994 г. обаче математикът Питър Шор публикува квантов алгоритъм, който революционизира сигурността на асиметричната криптография.
Всеки с достатъчно голям кванткомпютър може да използва този алгоритъм, за да получи частен ключ от съответния публичен ключ и по този начин да подправи всеки цифров подпис.
Този тип хакване може да бъде обект на икрипто портфейли. 64-знаков частен ключ може хипотетично да бъде хакнат от мощен квантов компютър; обаче, дори и с достатъчно голям квантов компютър, все още се нуждаете от достъп до публичния ключ, за да атакувате частния ключ.
Ако обаче измамен миньорс помощта на квантов компютър ще се опита да създаде невалиден блок, честните майньори ще игнорират неговия блок и ще продължат да изграждат върху най-новия валиден блок. Следователно писането на несъществуваща транзакция е малко вероятно.
Квантови компютри и криптиране
Друга заплаха за биткойн – алгоритъмШор, който може да раздели големи прости числа на две по-малки. Това е много полезно свойство за разбиване на криптиране, тъй като RSA фамилията криптиране зависи от факторизирането на големи прости числа по този начин. Алгоритъмът на Шор теоретично работи с достатъчно голям квантов компютър, така че практическият проблем е, че в крайна сметка алгоритъмът на Шор може да влезе в действие и да разбие RSA криптирането.
На този фон Националният институтАмериканските стандарти и технологии (NIST) вече започнаха да събират предложения за постквантова криптография, криптиране, което ще работи и няма да бъде разбито дори на много по-големи квантови компютри от днешните. Те изчисляват, че през следващите двадесет години потенциално ще има достатъчно големи квантови компютри, за да подкопаят класическото криптиране.
Въпреки това, дори ефективното прилагане на алгоритъма на Шор може да не наруши някои от криптографските стандарти, използвани в блокчейна на Биткойн. SHA-256 се счита за квантово устойчив стандарт.
Най-ефективно теоретично изпълнениеквантовият компютър за откриване на уязвимост SHA-256 всъщност е по-малко ефективен от теоретичното класическо изпълнение за нарушаване на стандарта. Файлът на портфейла в оригиналния Bitcoin клиент използва SHA-512 (по-сигурна версия от SHA-256) за криптиране на частни ключове.
Квантови компютри и копаене
Друга област на атака може да бъде алгоритъмътГроувър, който може експоненциално да ускори копаене с достатъчно голям квантов компютър – въпреки че е вероятно ASIC, които се използват предимно за добив на биткойни, да са много по-бързи в сравнение с най-ранните версии на по-пълни квантови компютри.
Въпреки това, възможността за бързо копаене сВнезапното квантово ускорение може да доведе до дестабилизиране на цените и, което е по-важно, загуба на контрол върху блокчейна. Неочаквано квантово ускорение може, ако бъде скрито, да доведе до широкоразпространена централизация на копаене и възможни 51% атаки.
Въпреки това, най-вероятната версия на квантбъдеще – това е широкомащабното приемане на квантови устройства като традиционно оборудване. Това вече се е случило, когато миньорите преминаха от GPU към FGPA и ASIC – бавен икономически преход към по-добри инструменти.
Напълно възможно е в бъдеще да се появят и такиванови методи за атака на биткойн, но планирането за пост-квантово криптиране вече е в ход – и чрез механизма за разклоняване, криптовалутите могат да бъдат актуализирани, за да използват пост-квантови стандарти за криптиране и защита срещу тези недостатъци.
Биткойн и дори други криптовалути са пълнипримери за промени в хардуера и софтуера, които трябва да бъдат направени, за да се направи мрежата по-сигурна и по-ефективна, а съвременните техники за сигурност могат да помогнат за подготовката за квантовото бъдеще.
Така се добавят квантови компютрикъм тази комбинация, няма внезапно да направи класическите методи за криптиране безполезни или тривиални за копаене – „квантово надмощие“ не означава, че криптирането или сигурността на биткойн са изложени на риск в момента.
Истинската заплаха е това количествокомпютрите ще станат много по-големи, отколкото са сега – В този момент планирането за пост-квантово криптиране, което вече е в ход, ще излезе на преден план.
Абонирайте се за ForkNews в Telegram, за да бъдете в крак с последните новини от света на криптовалутите
Прочетете това:
Квантовият компютър на Google може да изпълнява задачи извън обсега на всеки класически суперкомпютър
Фирмен блог WELTRADE | Защо биткойн може да падне още? Ще унищожи ли Google биткойн? Квантов компютър – заплаха за “криптонци”?
Може ли квантов компютър да унищожи биткойн?
Може ли квантов компютър да счупи блокчейн за криптовалута?
След колко години квантов компютър пропуква блокчейна?
Квантов компютър – какво представлява и какъв е принципът на действие?