Vai kvantu skaitļošana var salauzt Bitcoin?

Ļaujiet man sākt šo daļu ar atrunu. Man nav pietiekami lielu smadzeņu, lai saprastu, kas ir kvantu skaitļošana.

To sakot, es esmu ļoti ziņkārīgs par tā iespējamo ietekmi uz Bitcoin un rezultātā pēdējā laikā esmu veltījis tam mazliet laika, pētot to savā brīvajā laikā. Jūs zināt, "priekam". Taisnības labad jāsaka, ka šī mēneša sākumā es pavadīju pusi dienas lidostā, tāpēc ko man vajadzēja darīt, lai zaudētu laiku?

Vai meklējat ātras ziņas, aktuālus padomus un tirgus analīzi? Reģistrējieties Invezz biļetenam šodien.

Es izdomāju, ka es izveidošu daļu, mēģinot apkopot savu pētījumu un izskaidrot, kas ir kvantu skaitļošana, kā arī tās ietekmi uz Bitcoin, vienkāršiem vārdiem sakot, tāpēc citi normāli cilvēki, piemēram, es - nebrīnišķīgi zinātnieki, ja vēlaties. saprast to. Lūk, ko es atradu.

Kas ir kvantu skaitļošana?

Kvantu skaitļošana ir strauji augoša nozare tehnoloģija kas balstās uz kvantu mehāniku, lai atrisinātu problēmas, kas ir pārāk progresīvas “parastiem” datoriem. Tas attiecas uz subatomisko daļiņu mijiedarbību un kustību, un tas ir attīstījies līdz vietai, ko vairums zinātnieku pat pirms dažiem gadiem nevarēja iedomāties.

Būtībā padomājiet par īpaši jaudīgiem datoriem, kas spēj atrisināt ārkārtīgi sarežģītas matemātikas un kriptogrāfijas mīklas yyyy ātrāk nekā klasiskie datori mūsdienās. Padoms mājiens.

Kāds tam sakars ar Bitcoin?

Bitcoin pamatā ir kaut kas, ko sauc par asimetrisko kriptogrāfiju. Tas nozīmē, ka tas darbojas pēc principa, ko sauc par "vienvirziena funkciju". Katram Bitcoin makam ir divi būtiski aspekti: privātā atslēga un publiskā atslēga. Ja jums ir privātā atslēga, varat viegli secināt publisko atslēgu. Tomēr – un šī ir vissvarīgākā daļa – otrādi nav taisnība, tāpēc, ja jums ir kāda publiskā atslēga, jūs nevarat izsecināt viņa privāto atslēgu. Tādējādi “vienvirziena funkcija”.

Tam ir jēga. Acīmredzot Bitcoin būtu bezjēdzīgs, ja jūs varētu izvilkt kāda cilvēka publisko atslēgu (kura lielākoties ir pieejama visiem tiešsaistē), un no tās izsecināt viņa privāto atslēgu, tādējādi iegūstot piekļuvi viņa makam. Ar mūsdienu datoriem to nevar izdarīt, jo jums būs jāizsijā astronomisks skaits aprēķinu, lai uzlauztu, kas ir privātā atslēga.

Iesaistieties kvantu datoros. Padomājiet par kvantu datoru, piemēram, Alberta Einšteina smadzenēm, un parastu datoru, piemēram, manas niecīgās smadzenes. Lietas, kas man ir pilnīgi neiespējamas, ir Einšteina kunga iespēju robežās. Un šajā analoģijā Einšteins var uzlauzt privāto atslēgu.

Daudzi domā, ka ir neizbēgami, ka kvantu datori virzās uz šo punktu. Skatoties uz viņu progresu pēdējos gados, būtu grūti derēt pret to. Piemēram, 2019. google rakstā (ko pētnieki ar nepacietību gaidīja) apgalvoja, ka ir izstrādājis īpaši progresīvu kvantu datoru. Šis dators spēja veikt aprēķinus 200 sekundēs, kas mūsdienu vismodernākajam klasiskajam datoram, kas pazīstams kā Summit, aizņemtu aptuveni 10,000 XNUMX gadu.

Izmantojot Bitcoin, lai nosūtītu bitkoīnus no vienas adreses uz otru, sūtītājam ir jāpilnvaro, ka viņam pieder (publiskā) adrese, kurā tiek glabāti līdzekļi. Lai to izdarītu, viņiem ir jānodrošina ciparparaksts savas privātās atslēgas veidā, lai pierādītu, ka līdzekļi šajā adresē pieder viņiem. Izmantojot kvantu datoru ar pietiekamu jaudu, kāds, kuram ir jūsu publiskā atslēga, var uzlauzt kodu, lai iegūtu jūsu privāto atslēgu, tādējādi iegūstot tiesības viltot parakstu un izslaucīt visus jūsu bitkoinus. Šoks un šausmas! Izsaukuma zīme!

Bet pagaidiet – tas nenozīmē, ka bitkoinu maki tiks uzlauzti. Vismaz ne visas.

Vai kvantu datori uzlauzīs Bitcoin?

Bitcoin adreses šeit aplūkotajam nolūkam var iedalīt divās kategorijās. Sākumā tas izklausīsies nedaudz sarežģīti, bet pacietīgi — atcerieties, ka arī es nenāku no skaitļošanas pieredzes, tāpēc runāšu vienkārši un sasaistīšu visu kopā.

Pirmo no divām Bitcoin adrešu kategorijām sauc par “maksāšanu uz publisko atslēgu” (p2pk). Tas bija OG adreses tips, un līdz ar to lielākā daļa adrešu tajā laikā ietilpst šajā kategorijā. Tas ietver jūsu bitkoīnus, Nakamoto kungs vai kundze, bet vairāk par Satoshi ietekmi vēlāk.

Šīs p2pk adreses ir neaizsargātākās, ja runa ir par potenciālo nākotni, kas ietver kvantu datorus. Publiskā atslēga ir tieši iegūstama no maka adreses, un, tā kā šī ir blokķēde, visas adreses ir redzamas ikvienam pasaulē.

Piemēram, šī ir Bitcoin ģenēzes bitcoin adrese, pirmā adrese, kas jebkad tika izveidota. Satoši Nakamoto — lai kur jūs atrastos, lielais puisis — saņēma 50 bitkoīnus kā atlīdzību par to ieguvi 3. janvārī.^rd 2009. 50 bitkoini kopš tā laika nekad nav atstājuši adresi. Un ikviens var izsecināt šīs adreses publisko atslēgu.

(Ak, kā jautra piezīme, kā jūs varat redzēt zemāk, šajā adresē ir 68 bitkoini, neskatoties uz to, ka Satoshi nopelnīja tikai 50 bitkoīnus par tās ieguvi. Tas ir tāpēc, ka cilvēki gadu gaitā ir sūtījuši bitkoīnus uz šo adresi, lai parādītu savu atzinību. par to, ko izdarīja Satoši).

Satoši faktiski ieguva vairāk nekā 22,000 50 bitkoinu bloku ar katru reizi ģenerētu jaunu adresi, jo viņš vai viņa vēlējās palikt pēc iespējas anonīms. Ar 1 bitkoiniem katrā no šīm adresēm (atkal, neviens nekad nav pārvietots — dimanta rokas imperators), tiek pieņemts, ka Satoshi pieder aptuveni XNUMX miljons bitkoinu.

Bet jebkurā gadījumā atpakaļ pie lietas. Tās acīmredzami ir agrīnas bitcoin adreses, un tāpēc tās ietilpst p2pk kategorijā. Tas nozīmē, ka publiski redzamās adreses, piemēram, ģenēzes adrese, kā parādīts iepriekš - 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa – visiem ir savas publiskās atslēgas, kuras var iegūt ikviens pasaulē.

Un, kad parādīsies kvantu dators, tas varēs uzlauzt šo adrešu privāto atslēgu no šīm pieejamajām publiskajām atslēgām un izslaucīt visus bitkoinus. Izšķirošais šīs sadaļas aspekts ir tāds, ka, lai kvantu dators varētu apdraudēt Bitcoin adresi, tai vispirms ir jābūt pieejamai publiskajai atslēgai.

Vai visas adreses var uzlauzt kvantu datori?

Par laimi, ne visas adreses ietilpst šajā kategorijā. Otrā kategorija ir jaunāka veida adrese, ko sauc par “maksāšanu, izmantojot publisko atslēgu” (p2pkh). Šīm adresēm publisko atslēgu nevar iegūt no adreses. Tā vietā publiskā atslēga pasaulei tiek atklāta tikai tad, kad tiek veikts darījums, nosūtot līdzekļus no šī maka.

Tas nozīmē, ka šīs adreses kvantu datori nevar iekļūt līdz lietotājs sūta līdzekļus no šī maka. Pēc tam tās ir gluži kā Satoshi p2pk adreses iepriekš – to publiskās atslēgas ir redzamas pasaulei un tās ir neaizsargātas pret kvantu datoriem.

Tāpēc puristi mudina atkārtoti izmantot Bitcoin adreses. Patiešām, ja kāds ir pēc iespējas drošāks, viņiem nekad nevajadzētu atkārtoti izmantot vienu un to pašu adresi, taču daudzi neievēro šo ieteikumu.

Tātad, cik daudz Bitcoin adrešu var uzlauzt kvantu datori?

Apkopojot iepriekšējo sadaļu, divu veidu bitcoin adreses ir neaizsargātas pret kvantu skaitļošanu. Pirmā ir vecās skolas p2pk adreses, piemēram, Satoshi. Otrais ir atkārtoti izmantotas p2pkh adreses.

Deloitte publicēti analīze, kurā novērtēts šajās kategorijās ietilpstošo adrešu skaits. Zemāk esošajā diagrammā ir apkopoti viņu atklājumi.

Tas parāda, ka pirmajos gados dominēja vecās skolas p2pk adreses. Drošākas p2pkh adreses parādījās tiešsaistē 2010. gadā un drīz kļuva par dominējošo adreses veidu. Galvenais secinājums ir tāds, ka šķiet, ka vecās skolas p2pk adresēs ietverto monētu skaits ir palicis nemainīgs un ir aptuveni 2 miljoni bitkoinu (9.5% no galīgā 21 miljona bitkoinu, no kuriem vairāk nekā puse tiek pieņemts, ka pieder Satoshi ).

Manuprāt, ir godīgi secināt, ka, aplūkojot nekustīgos 2 miljonus monētu p2pk adresēs (zilā līnija), to var attiecināt uz ogļračiem, kas agri adoptē kalnračus, kuri nekad nav pārdevuši, un daudzas, iespējams, ir pazaudētas (atkal puse no tām ir Satoshi monētas). .

Vairāk intrigu rada atkārtoti izmantotās p2pkh adreses (purpursarkanā līnija), kas ir otrā kategorija, kas ir neaizsargāta pret kvantu datoriem. Pēc pieauguma laikā no 2010. līdz 2014. gadam tas ir samazinājies un tagad ir aptuveni 2.5 miljoni monētu.

Tas nozīmē, ka kopumā no 4 līdz 4.5 miljoniem monētu (sarkana punktēta līnija diagrammā) ir neaizsargātas pret kvantu datoriem (2 miljoni no vecās skolas p2pk adresēm un 2.5 miljoni no atkārtoti izmantotām p2pkh adresēm). Tas ir vairāk nekā 20% no gala piedāvājuma.

Kā jūs varat samazināt Bitcoin nozagšanas risku?

Ir viena veida adreses, kas ir drošas: p2pkh adreses, kuras nekad nav izmantotas bitkoinu sūtīšanai citur. No otras puses, ievainojama ir p2pkh adrese, kas iepriekš ir nosūtījusi bitkoīnus citur, kā arī p2pk adreses (neatkarīgi no tā, vai tās ir sūtījušas bitkoīnus vai nē).

Tātad, lai aizsargātu savus bitkoinus, tie ir jānosūta uz jaunu p2pkh adresi. Šis ir galvenais arguments pret Bitcoin kvantu skaitļošanas draudiem. Ticīgie saka, ka bitkoīnus var vienkārši pārsūtīt uz jaunām p2pkh adresēm, un tāpēc tie ir necaurlaidīgi. Viņi ir pareizi.

Bet ir āķis. Ja esat pazaudējis savas adreses privātās atslēgas, jūs nevarat piekļūt šiem bitkoiniem, un tāpēc tos nevar pārvietot. Tas nozīmē, ka, tiklīdz kvantu datori būs tiešsaistē, tie būs bezmaksas hakeri.

Tātad, lai gan Deloitte pētījumā tika novērtēts Bitcoin adrešu skaits, kas būtu neaizsargātas, ja kvantu datori šodien nonāktu tiešsaistē (21%), iespējams, svarīgāks jautājums ir, cik daudz bitkoinu vienmēr būs neaizsargāti pret kvantu datoru draudiem. Jo neatkarīgi no tā, kāds ir šis skaitlis, tas ir galvenais, kas rada sistēmisku risku Bitcoin tīklam kopumā.

Vai Bitcoin pastāv sistēmisks risks?

Pieņemsim, ka rīt pamostas 21. gadsimta Alberts Einšteins un pēkšņi viņam ir kvantu dators. Little Albert Junior slauka vairāk nekā 20% no kopējā Bitcoin piedāvājuma. Kas notiek tālāk?

Acīmredzot cena kritīsies. Pirmkārt, piedāvājums būtiski palielinās, jo visas pazaudētās monētas, ieskaitot tos 5%, kas pieņemts, ka pieder Satoshi, tagad atkal ir apgrozībā. Taču cena samazināsies ne tikai vienkāršas piedāvājuma puses korekcijas dēļ.

To var uzminēt, kur cena nonāk, bet mans ir tas, ka tā tuvojas nullei. Kā pārliecināt cilvēkus, ka Bitcoin, kas uz visiem laikiem tiek tirgots kā vissmagākais naudas veids, kāds jebkad pastāvējis, ir ieguvis vienu milzīgu lomu?

Pēc tam arguments kļūst par "Labi, mēs visi domājām, ka šī ir visgrūtākā nauda, ​​kāda jebkad pastāvējusi, lai gan tehnoloģija bija kļūdaina un datori tika izstrādāti līdz tādam līmenim, ka tie to salauza, taču tagad mēs apsolām, ka tas atkal ir drošs un tehnoloģija to vairs nekad nelauzīs. ”.

Cik cilvēku izmantos Bitcoin šajā scenārijā? Vai varat paredzēt kādus S&P 500 uzņēmumus, kas to turēs savā bilancē? Vai ir vēl kādas valstis, kas to pasludina par likumīgu maksāšanas līdzekli? Kādi pensiju fondi tajā iegulda? Pazuduši ne tikai 20% no piedāvājuma, bet arī viss koncerts. Tas būtu beidzies.

Tāpēc ir jāsamazina neaizsargāto bitkoinu skaits par 20%. Par laimi, nav paredzams, ka Albertam Einšteinam jaunākajam superdators būs tiešsaistē līdz rītdienai.

Kāpēc visi nepārsūta uz (necaurredzamām) jaunām p2pkh adresēm?

Šis ir risinājums. Bet, kā jau teicu, ir maki, kuros ir bitkoīni, kuru lietotāji ir pazaudējuši privātās atslēgas vai miruši, vai dažādu citu iemeslu dēļ. Šos bitkoīnus nevar pārvietot. Piemēram, ja Satoši ir miris, viņa monētas netiks pārvietotas, kamēr netiks izstrādāts pietiekamas jaudas kvantu dators.

Tas lika blokķēdes tehnoloģiju ekspertam Andreasam Antolopulam paziņot:

Kad Satoši monētas pārvietosies, mēs uzzināsim, kad pastāv kvantu skaitļošana

Kad Satoši monētas pārvietosies, mēs uzzināsim, kad pastāv kvantu skaitļošana

Andreass Antolopuls

Bet viss vēl nav zaudēts. Par laimi, ir risinājums šai, cerams, hipotētiskajai, bet patiesībā vienai dienai, nevis hipotētiskajai problēmai. Šis risinājums ir izstrādāt plānu Bitcoin kopienā, lai piespiestu cilvēkus pārvietot savus bitkoīnus uz adresēm, kas nav neaizsargātas. Deloitte ierosina, ka šāds plāns varētu ieskicēt, ka "pēc iepriekš noteikta perioda (laika, kas ļauj cilvēkiem pārvietot savus bitkoīnus uz drošām adresēm), monētas nedrošās adresēs kļūtu neizmantojamas (tehniski tas nozīmē, ka kalnrači ignorēs darījumus, kas nāk no šīm adresēm). ”.

Tas, visticamāk, būtu neticami netīrs un šķeļošs jautājums. Mēģinājums panākt vienprātību sabiedrībā būtu murgs, un tas man atgādina bēdīgi slaveno pilsoņu kara periodu Bitcoin kopienā 2017. gadā, kas noveda pie “cietās dakšas” un Bitcoin Cash izveides.

Vai Bitcoin noteikti ir drošs, ja tiek pārsūtīts uz “necaurredzamām” adresēm?

Hmm. Nu ir vēl viena problēma. Kad tiek veikts darījums, lai nosūtītu līdzekļus no maka, kļūst pieejama publiskā atslēga. Tas nozīmē, ka kvantu dators var uzlauzt privāto atslēgu.

Bet ir aizkave starp darījuma uzsākšanas brīdi un brīdi, kad tas tiek apstiprināts kalnračiem. Bitcoin bloki tiek iegūti ik pēc desmit minūtēm, kas nozīmē, ka pastāv logs, kurā ir pieejama publiskā atslēga, bet līdzekļi vēl nav pārskaitīti no maka.

Tātad, ja uzbrucējs šajā laika periodā varētu iegūt privāto atslēgu no publiskās atslēgas un pēc tam veikt pats savu darījumu, nosūtot tos pašus bitkoīnus, kurus mēģināt nosūtīt, bet uz citu adresi, un samaksāt lielāku ieguves maksu iegūstot prioritāti rindā, bitkoini var tikt nozagti.

Tātad, ja kvantu dators kādreiz nonāk līdz vietai, kur tas var uzlauzt privāto atslēgu mazāk nekā desmit minūtēs — un tas šeit kļūst arvien mītiskākā teritorijā, man vajadzētu brīdināt — tad visas likmes ir izslēgtas un teorētiski katrs darījums, kas veikts tīkls var tikt uzlauzts.  

Šeit es pateikšu Deloitte, kas labi apkopo šo jautājumu:

Pašreizējie zinātniskie aprēķini paredz, ka kvantu datora izveide prasīs apmēram 8 stundas, lai uzlauztu RSA atslēgu, un daži konkrēti aprēķini paredz, ka Bitcoin paraksts varētu tikt uzlauzts laikā 30 minūtēs

Tas nozīmē, ka Bitcoin principā jābūt izturīgam pret kvantu uzbrukumiem (ja vien jūs neizmantojat adreses atkārtoti). Tomēr, tā kā kvantu datoru joma joprojām ir sākumstadijā, nav skaidrs, cik ātri šāds kvantu dators kļūs nākotnē

Ja kvantu dators kādreiz pietuvosies 10 minūšu atzīmei, lai no publiskās atslēgas iegūtu privāto atslēgu, tad Bitcoin blokķēde pēc būtības tiks salauzta.

Itan Barmes & Brem Bosch, Deloitte

Secinājumi

Pierādījumi liecina, ka Bitcoin ir drošībā daudzus gadus.

Pierādījumi arī norāda uz pasauli nākotnē, kurā pastāvēs kvantu datori un Bitcoin galu galā būs neaizsargāts. Pat tādā gadījumā, ja tas notiek, Bitcoin tīkls var atcelt draudus, veicot mīksto dakšiņu un migrējot uz tīklu ar kvantu drošu šifrēšanas metodi.

Problēma šajā gadījumā (naids būt vairāk sliktu ziņu nesēja) ir tāda, ka tas, iespējams, izraisītu nopietnas mērogojamības problēmas, ar ko tīkls jau cīnās.

Lai to pabeigtu, ir jānoskaidro, kādā veidā tehnoloģija iet — gan ar kvantu skaitļošanu, gan ar Bitcoin. Tehnoloģijas attīstās zibens ātrumā. Kā piemēru var minēt šo diskusiju, kas pirms 20 gadiem būtu bijusi muļķīga gan saistībā ar kvantu datoru neizbēgamību, gan arī par digitālās valūtas esamību un kaut ko, ko sauc par “blokķēdi”.

Ir jāveic vairāk pētījumu un jāturpina attīstība Bitcoin pusē, lai nodrošinātu tās nākotni pret kvantu skaitļošanas draudiem. Sabiedrība ir nogājusi garu ceļu, un Bitcoin attīstās, neskatoties uz to, ko apgalvo daudzi negodprātīgie, tāpēc tas ir ļoti iespējams.

Pasaule, kurā Bitcoin pāriet uz pēckvantu kriptogrāfijas mehānismu, nav absurdāka par pasauli, kurā pastāv kvantu datori, kas var uzlauzt privātās atslēgas. Mums tikai jācer, ka pirmais ieradīsies pirmais.

Paldies, ka izlasījāt manu mēģinājumu vienkāršot šo neticami sarežģīto un spekulatīvo problēmu, un, ja jums ir kādi komentāri vai atsauksmes (pat naida pasts!), sazinieties ar mani Twitter vietnē @DanniiAshmore vai @InvezzPortal.