Kriptovalūta un kvantu skaitļošana — pārmērīgas bailes?

Kvantu skaitļošanas draudošā ēna joprojām karājas pār kriptovalstu kopienu, bet vai tas ir reāls drauds vai tikai sarkanā siļķe?

Šifrēšana ir mūsu mūsdienu dzīves pamats un būtisks rīks kriptovalūtām. Ja šī šifrēšana tiktu pārtraukta, kalnračiem nebūtu iespējams nodrošināt blokķēdi; Darījumi var tikt viltoti, un grandiozie blokķēdes centieni varētu nonākt avārijā.

Pagaidām pat superdatoriem nav dzīvotspējīgi pārraut blokķēdi. Tomēr izrāviens kvantu skaitļošanā varētu radīt eksistenciālus draudus. Vai ir pienācis laiks atsavināt savu līdzdalību kriptovalūtā vai turpiniet kā parasti?

Kā kvantu datori atšķiras?

Esošie superdatori spēj apstrādāt neticami lielu datu apjomu, taču tos ierobežo datoru pamatīpašības. Visi esošie datori apstrādā datus kā bitus (1 un 0) un ir spiesti tos apstrādāt atsevišķi.

Tas nozīmē, ka sarežģīti aprēķini ir jāatrisina tieši, veicot visus nepieciešamos aprēķinus. Izmantojot šifrēšanu, katrs mīklas solis ir jāatrisina, lai uzlauztu kodu. Tas aizņemtu pārāk ilgu laiku, lai tas būtu laika vērts.

Kvantu datori ir spēles mainītājs. Tie ir paredzēti, lai fiksētu kubitus stabilā stāvoklī un izmantotu divas unikālas kvantu fizikas īpašības, lai apstrādātu datus zibens ātrumā:

• Superpozīcija: Atšķirībā no fiksētajiem bitiem, kubitos vienlaikus var būt visas iespējamās 1 un 0 kombinācijas. Tas ļauj vairākiem kubitiem vienlaikus apstrādāt milzīgu skaitu dažādu rezultātu. Pievienojot vairāk kubitu, kvantu datora apstrādes jauda pieaug eksponenciāli. Tas nozīmē, ka pat nelieliem uzlabojumiem var būt liela ietekme.
• Sapinums: Šis efekts tiek padarīts vēl jaudīgāks, kad kvantu dators ģenerē kubitus, kas ir sapinušies. Tas ļauj mainīt viena kubita stāvokli un paredzami mainīt visu pārējo kubitu stāvokļus, ar kuriem tas ir sapinies. Tas ļauj vairākiem kubitiem darboties paralēli, ievērojami palielinot katra atsevišķā kubita apstrādes jaudu.

Datora, kas sasniegtu kvantu pārākumu vai spēju pastāvīgi pārspēt tradicionālos datorus, sekas būtu milzīgas. Tas palīdzētu virzīt pētniecību uz priekšu par gadu desmitiem un varētu būt nākamais atspēriena punkts cilvēces attīstībā. Taču tas var arī padarīt kriptogrāfiju novecojušu vienas nakts laikā.

Lielākā daļa galveno blokķēžu paļaujas uz ECDSA (eliptiskās līknes digitālā paraksta algoritmu). Tas ļauj blokķēdēm izveidot nejaušu 256 bitu privātā atslēga un saistīta publiskā atslēga, ko var koplietot ar trešajām pusēm, neatklājot šo privāto atslēgu.

Teorētiski būtu mazsvarīgi, ja kvantu dators varētu atšķetināt attiecības starp šīm atslēgām, kas varētu ļaut uzlauzt maku un likvidēt līdzekļus.

Vēl viena problēma ir tā, ka kvantu dators varētu dominēt tradicionālajos Proof of Work (PoW) konsensa tīklos un veikt 51% uzbrukumu. Tas ļautu tai pārņemt kontroli pār blokķēdi un apstiprināt krāpnieciskus blokus.

Mēs varētu būt gadu desmitiem attālumā no kvantu datoriem

Neraugoties uz kvantu datoru potenciālu, tie, visticamāk, nav noteikti par izrāvienu, ko daži prognozē. Google ir apgalvojis, ka sasniegs kvantu pārākumu, bet patiesībā viņu izmantotais algoritms nebija praktiska mērķa. Būtībā visi esošie kvantu datori ir tikai jēdzienu pierādījums, un mums tie vēl ir jāizmanto, lai risinātu reālas problēmas, piemēram, šifrēšanas pārtraukšanu.

Pat ja mēs do izdodas atrast izrāvienu un sasniegt patiesu kvantu pārākumu, mērogojamības problēmas var neļaut kvantu datoriem būt noderīgiem ārpus laboratorijas iestatījumiem. Ar ietekmi dekoherence, pat niecīgas vibrācijas vai temperatūras izmaiņas var izraisīt kvantu datora kļūmi. Tas padarītu tos nevērtīgus lielākajā daļā gadījumu, un sliktiem aktieriem būtu grūti iegūt, nemaz nerunājot par izmantošanu.

Otrs lielais nezināmais ir tas, cik ātri kvantu skaitļošana var attīstīties. Mūra likums iesaka dubultot tranzistoru skaitu ik pēc diviem gadiem. Bet tas ne vienmēr attiecas uz kvantu datoriem.

Ņemot vērā sarežģīto elektroniku, ko izmanto kvantu mašīnās, iespējams, ka mēs piedzīvosim ievērojamus šķēršļus, mēģinot paplašināt jaudu. Mēs varam aprobežoties ar mašīnām ar nelielu kubitu skaitu. Īsāk sakot, pat ja mēs do uzbūvēt kvantu datoru, tas var nespēt darīt neko noderīgu gadu desmitiem.

Ko darīt, ja ir kvantu skaitļošanas lēciens?

Argumenta labad pieņemsim, ka Google nākamajos 6 mēnešos atrod izrāvienu paņēmienu kubitu saturēšanai. Tas ļauj uzņēmumam izveidot mērogojamu kvantu datoru. Un ar virkni neveiksmīgu notikumu tas nonāk slikta aktiera rokās. Vai šī kriptovalūta sabojātu uz visiem laikiem?

Pat ja notiktu šis pilnīgi maz ticamais notikumu kopums, tas varētu nebūt apokaliptiskais notikums, ko daži prognozē. Sāksim ar risku, ka maka privātās atslēgas var tikt apgrieztas.

Esošās Labākās prakses nosaka, ka maks ir jāizmanto vienu reizi, un pēc tam visi žetoni jāizņem bezsaistes makā vai saldētavā.

Pat kvantu datoram būtu vajadzīgs zināms laiks, lai uzlauztu BTC maka privāto atslēgu. Šobrīd tas noteikti būtu ilgāks par vidēji 9 minūtes Bitcoin darījums notiek. Tas nozīmē, ka, ja lietotājs ievēro iedibināto praksi, visiem uzbrucējiem jāatrod tikai tukši maki.

Jāatzīmē, ka pietiekami jaudīgs kvantu dators teorētiski varētu izjaukt Bitcoin esošo šifrēšanu pirms darījuma pabeigšanas. Tomēr tas ir maz ticams pat vidējā termiņā.

Kvantu datoru ietekme uz darba pierādījumu (PoW) vienprātību ir nedaudz sarežģītāka.

Kvantu datoram būs nepieciešams laiks palaist visus tā aprēķinus pirms nonāk pie secinājuma. Tikmēr visi tradicionālie kalnrači aktīvi izmēģina katru kombināciju, tāpēc kvantu ieguvējam būs jācer, ka neviens cits jau nav atradis risinājumu. Turklāt kvantu datora darbības izmaksas var pārsniegt ieguvumus, ko rada liela skaita tradicionālo datoru paralēla darbība.

Lai gan šis arguments sniedz zināmu mierinājumu, ne visi centīsies iegūt kriptovalūtu ekonomisku iemeslu dēļ. Ja slikts aktieris būtu spējīgs izmantot kvantu datorus, lai konsekventi kontrolētu 51% no tīkla, tad viņi to varētu izmantot, lai pilnībā deaktivizētu Bitcoin un citas kriptovalūtas. Pašlaik nebūtu aizsardzības pret šāda veida “neracionāliem dalībniekiem”, kas cenšas sabojāt blokķēdes tehnoloģiju tādu iemeslu dēļ, kas nav saistīti ar tiešu peļņu.

Ko kriptogrāfijas pasaule dara, lai aizsargātu pret kvantu skaitļošanu?

Lai gan kvantu datoru draudi ir tālu, daudzas organizācijas to uztver nopietni. 2016. gadā NIST izsludināja konkursu izstrādāt jaunus kriptogrāfijas standartus, kas izstrādāti tā, lai tie būtu kvantu izturīgi. Šos jaunos standartus varētu ieviest esošajos kriptovalūtas projektos, izmantojot cietās dakšas. Tādējādi tie varētu palīdzēt nodrošināt blokķēdes kvantu drošumu, pirms kvantu datori kļūst plaši pieejami.

Ir arī vairāki projekti, kas strādā pie veidiem, kā kvantitatīvi nodrošināt noteiktas blokķēdes. Viens no acīmredzamākajiem kandidātiem ir Kvantu izturīga virsgrāmata (QRL), kas ir pirmā eXtended Merkle parakstu shēmas (XMSS) ieviešana reālajā pasaulē. Šo uz jaucējkodolu balstīto parakstu kvantu datoram vajadzētu būt ievērojami grūtāk uzlauzt nekā esošajām šifrēšanas metodēm.

Pat lielākās kriptovalūtas draudus uztver nopietni. Ethereum izstrādātāji jau ir paziņojuši, ka viņi pārcelsies no kvantu ievainojamā ECDSA šifrēšanas metodes Ethereum 2.0. Izstrādātāji spēlē ar vairākām pieejām, kas varētu palīdzēt nostiprināt kriptovalūtas kvantu aizsardzību.

Tomēr Ethereum risinājumi, tostarp ļoti gaidītā pāreja uz Proof of Stake (PoS), joprojām neatrisina privāto atslēgu apgrieztās inženierijas problēmu. Pat veicot ieguldījumus kriptovalūtā, lietotājam joprojām ir jāatklāj sava publiskā adrese, lai iegūtu piekļuvi. Tas padara tos neaizsargātus pret kvantu datora uzbrukumu.

Kripto uzņēmums Particl uzskata, ka tam ir risinājums: aukstā stakings. Šajā pieejā tiek izmantotas vairāku parakstu adreses, kas ļauj izmantot īpašu likmju datoru, kas savienots ar jūsu mobilo maku. Iekārta pārraida publisko atslēgu, kas atšķiras no jūsu mobilā maka atslēgas, un ir gandrīz neiespējami saistīt ar to atpakaļ. Tas ir līdzīgs divu faktoru autentifikācijas pakalpojumiem, ko šodien piedāvā daudzi tehnoloģiju produkti.

Ideja ir biedējošāka nekā realitāte

Neņemot vērā praktiskos jautājumus, reālie kvantu skaitļošanas draudi ir tirgus reakcija. Lielākā daļa kriptovalūtu investoru (un, atzīsim, žurnālisti) īsti nesaprot kvantu skaitļošanu. Ja mēs iegūsim dzīvotspējīgu mērogojamu kvantu datoru nākamajā desmitgadē, un tas ir ļoti svarīgi, eksperti iekritīs baiļu celšanā un virsrakstos, kas paredz kriptovalūtas nāvi.

Šī reakcija varētu būt vairāk kaitīga kriptogrāfijai nekā paši kvantu datori. Tas varētu izraisīt masveida izpārdošanu un iedragāt kriptovalūtas reputāciju. Paturot to prātā, ir svarīgi, lai kriptogrāfijas kopiena veiktu saprātīgus pasākumus, lai cīnītos pret kvantu datoriem.

Ir vienlīdz svarīgi, lai pašai kopienai būtu vajadzīgs laiks, lai izprastu kvantu skaitļošanas realitāti. Ko tas var un ko nevar. Kvantu datori noteikti mainīs pasauli, taču ar nelielu sagatavošanos un daudz veselā saprāta tie nenorādīs kriptovalūtas beigas, kā mēs to zinām.

* Šajā rakstā sniegtā informācija un sniegtās saites ir paredzētas tikai vispārīgai informācijai, un tām nevajadzētu būt nekādiem finanšu vai ieguldījumu padomiem. Mēs iesakām pirms finanšu lēmumu pieņemšanas veikt savu izpēti vai konsultēties ar speciālistu. Lūdzu, apstipriniet, ka mēs neesam atbildīgi par jebkādiem zaudējumiem, kas radušies šajā tīmekļa vietnē esošās informācijas dēļ.