Quantum computing vyvolalo v posledných rokoch obavy o budúcnosť kryptomien a blockchain technológie. Bežne sa napríklad predpokladá, že veľmi sofistikované kvantové počítače budú jedného dňa schopné prelomiť súčasné šifrovanie, čím sa bezpečnosť stáva vážnym problémom pre používateľov v blockchainovom priestore.
kryptografický protokol SHA-256 používaný na zabezpečenie bitcoinovej siete je v súčasnosti pre dnešné počítače nerozbitný. Avšak odborníci predvídať že v priebehu desiatich rokov budú kvantové počítače schopné prelomiť existujúce šifrovacie protokoly.
Pokiaľ ide o to, či by sa držitelia mali obávať, že kvantové počítače predstavujú hrozbu pre kryptomenu, Johann Polecsak, technologický riaditeľ QAN Platform, blockchainovej platformy vrstvy 1, pre Cointelegraph povedal:
„Určite. Podpisy eliptických kriviek – ktoré dnes poháňajú všetky hlavné blockchainy a ktoré sa ukázali ako zraniteľné voči útokom QC – sa zlomia, čo je JEDINÝ autentifikačný mechanizmus v systéme. Akonáhle to praskne, bude doslova nemožné rozlíšiť legitímneho vlastníka peňaženky a hackera, ktorý sfalšoval jeden podpis.“
Ak dôjde k prelomeniu súčasných kryptografických hashovacích algoritmov, digitálne aktíva v hodnote stoviek miliárd by boli zraniteľné voči krádeži zo strany škodlivých aktérov. Napriek týmto obavám má však kvantová výpočtová technika pred sebou ešte dlhú cestu, kým sa stane životaschopnou hrozbou pre technológiu blockchain.
Čo je kvantové počítanie?
Súčasné počítače spracovávajú informácie a vykonávajú výpočty pomocou „bitov“. Bohužiaľ, tieto bity nemôžu existovať súčasne na dvoch miestach a dvoch odlišných stavoch.
Namiesto toho môžu mať tradičné počítačové bity hodnotu 0 alebo 1. Dobrou analógiou je zapnutie alebo vypnutie vypínača svetla. Preto, ak existuje napríklad pár bitov, tieto bity môžu v každom okamihu obsahovať iba jednu zo štyroch potenciálnych kombinácií: 0-0, 0-1, 1-0 alebo 1-1.
Z pragmatickejšieho hľadiska z toho vyplýva, že priemernému počítaču bude pravdepodobne trvať pomerne dlho, kým dokončí komplikované výpočty, konkrétne tie, ktoré musia brať do úvahy každú potenciálnu konfiguráciu.
Kvantové počítače nepracujú pod rovnakými obmedzeniami ako tradičné počítače. Namiesto toho používajú niečo, čo sa nazýva kvantové bity alebo „qubity“, a nie tradičné bity. Tieto qubity môžu koexistovať v stavoch 0 a 1 súčasne.
Ako už bolo spomenuté, dva bity môžu súčasne obsahovať iba jednu zo štyroch možných kombinácií. Jeden pár qubitov je však schopný uložiť všetky štyri súčasne. A počet možných opcií rastie exponenciálne s každým ďalším qubitom.
Nedávna: Čo znamená zlúčenie Ethereum pre riešenia vrstvy 2 blockchainu
V dôsledku toho môžu kvantové počítače vykonávať mnoho výpočtov a súčasne zvažovať niekoľko rôznych konfigurácií. Zvážte napríklad 54-qubitový procesor Sycamore ktorý Google vyvinul. Dokázal dokončiť výpočet za 200 sekúnd, čo by najvýkonnejšiemu superpočítaču na svete trvalo 10,000 XNUMX rokov.
Jednoducho povedané, kvantové počítače sú oveľa rýchlejšie ako tradičné počítače, pretože používajú qubity na vykonávanie viacerých výpočtov súčasne. Navyše, keďže qubity môžu mať hodnotu 0, 1 alebo obe, sú oveľa efektívnejšie ako systém binárnych bitov, ktorý používajú súčasné počítače.
Rôzne typy kvantových počítačových útokov
Takzvané útoky na úložisko zahŕňajú zlomyseľnú stranu, ktorá sa pokúša ukradnúť hotovosť zameraním sa na citlivé adresy blockchainu, ako sú tie, kde je verejný kľúč peňaženky viditeľný vo verejnej knihe.
Štyri milióny bitcoínov (BTC), alebo 25 % všetkých BTC, sú zraniteľné voči útoku kvantovým počítačom kvôli vlastníkom používajúcim nehašované verejné kľúče alebo opätovnému používaniu BTC adries. Kvantový počítač by musel byť dostatočne výkonný, aby dešifroval súkromný kľúč z nehašovanej verejnej adresy. Ak je súkromný kľúč úspešne dešifrovaný, môže záškodník ukradnúť používateľovi prostriedky priamo z jeho peňaženky.
Avšak odborníci predpokladať, že potrebný výpočtový výkon vykonať tieto útoky by bolo miliónkrát viac ako súčasné kvantové počítače, ktoré majú menej ako 100 qubitov. Napriek tomu vedci v oblasti kvantových počítačov predpokladali, že počet používaných qubitov by mohol dosiahnuť 10 miliónov počas nasledujúcich desiatich rokov.
Aby sa používatelia kryptomien ochránili pred týmito útokmi, musia sa vyhnúť opätovnému používaniu adries alebo presúvaniu svojich finančných prostriedkov na adresy, kde nebol zverejnený verejný kľúč. Teoreticky to znie dobre, ale pre bežných používateľov sa to môže ukázať ako príliš únavné.
Niekto s prístupom k výkonnému kvantovému počítaču sa môže pokúsiť ukradnúť peniaze z blockchainovej transakcie v tranzite spustením tranzitného útoku. Keďže sa vzťahuje na všetky transakcie, rozsah tohto útoku je oveľa širší. Jej realizácia je však náročnejšia, pretože ju musí dokončiť útočník, kým baníci transakciu zrealizujú.
Vo väčšine prípadov nemá útočník viac ako niekoľko minút kvôli času potvrdenia v sieťach ako Bitcoin a Ethereum. Hackeri tiež potrebujú miliardy qubitov na uskutočnenie takéhoto útoku, čím je riziko tranzitného útoku oveľa nižšie ako útoku na úložisko. Napriek tomu je to stále niečo, čo by používatelia mali vziať do úvahy.
Ochrana pred útokmi počas prepravy nie je ľahká úloha. Na tento účel je potrebné zmeniť základný kryptografický podpisový algoritmus blockchainu na taký, ktorý je odolný voči kvantovému útoku.
Opatrenia na ochranu pred kvantovými počítačmi
S kvantovou výpočtovou technikou je ešte potrebné vykonať značné množstvo práce, kým ju možno považovať za dôveryhodnú hrozbu pre technológiu blockchain.
Okrem toho sa technológia blockchain s najväčšou pravdepodobnosťou vyvinie, aby vyriešila problém kvantovej bezpečnosti, kým budú kvantové počítače široko dostupné. Už existujú kryptomeny ako IOTA, ktoré používajú riadený acyklický graf (DAG) technológia, ktorá sa považuje za kvantovo odolná. Na rozdiel od blokov, ktoré tvoria blockchain, sú orientované acyklické grafy tvorené uzlami a spojeniami medzi nimi. Záznamy o krypto transakciách majú teda formu uzlov. Potom sa záznamy o týchto výmenách poukladajú jeden na druhý.
Bloková mriežka je ďalšia technológia založená na DAG, ktorá je kvantovo odolná. Blockchainové siete, ako je platforma QAN, využívajú túto technológiu na to, aby umožnili vývojárom vytvárať kvantum odolné inteligentné zmluvy, decentralizované aplikácie a digitálne aktíva. Mriežková kryptografia je odolná voči kvantovým počítačom, pretože je založená na probléme, ktorý kvantový počítač nemusí byť schopný ľahko vyriešiť. The názov daný problém je problém s najkratším vektorom (SVP). Matematicky je SVP otázkou nájdenia najkratšieho vektora vo vysokorozmernej mriežke.
Nedávna: ETH Merge zmení spôsob, akým podniky vnímajú Ethereum pre podnikanie
Predpokladá sa, že SVP je pre kvantové počítače ťažké vyriešiť kvôli povahe kvantových výpočtov. Len keď sú stavy qubitov úplne zarovnané, môže kvantový počítač použiť princíp superpozície. Kvantový počítač môže použiť princíp superpozície, keď sú stavy qubitov dokonale zarovnané. Napriek tomu sa musí uchýliť k konvenčnejším metódam výpočtu, keď stavy nie sú. V dôsledku toho je veľmi nepravdepodobné, že kvantový počítač uspeje pri riešení SVP. To je dôvod, prečo je šifrovanie založené na mriežke bezpečné proti kvantovým počítačom.
Dokonca aj tradičné organizácie podnikli kroky smerom ku kvantovej bezpečnosti. JPMorgan a Toshiba sa spojili, aby vyvinuli kvantová distribúcia kľúča (QKD), riešenie, o ktorom tvrdia, že je kvantovo odolné. S využitím kvantovej fyziky a kryptografie QKD umožňuje dvom stranám obchodovať s dôvernými údajmi a súčasne je schopný identifikovať a zmariť akékoľvek úsilie tretej strany odpočúvať transakciu. Na tento koncept sa pozerá ako na potenciálne užitočný bezpečnostný mechanizmus proti hypotetickým blockchainovým útokom, ktoré by v budúcnosti mohli uskutočniť kvantové počítače.
Zdroj: https://cointelegraph.com/news/why-quantum-computing-isn-ta-threat-to-crypto-yet