By Kenna Hughes-Castleberry közzétéve: 14. október 2022
A kvantumszámítástechnikáról és a kriptovalutákról bővebben itt olvashat őszi IQT konferencia a kvantumszámítástechnikáról és a kiberbiztonságról.
Az innovatív technológia fejlesztése során mindig fennáll a valóság, hogy a különböző típusú technológiák fenyegetik egymást. Úgy tűnik, ez a helyzet a kvantumszámítással és blokkláncn, mivel sok kvantum-algoritmus fenyegeti a blokklánc extra biztonságos rendszerét. szerint a 2022 vizsgálat by Deloitte, nagyon kevés jelenlegi kriptovaluta vagy blokklánc-alapú vállalat tett erőfeszítést a kvantumbiztonságossá válás érdekében. "A legtöbb kriptovaluta nem is azonosítja ezt a problémát [a kvantumszámítástechnikát] az ütemtervében" tanulmány megállapította. Noha a kvantumszámítás jelenleg nem fenyegeti a blokklánc-platformokat, egy bizonyos ponton eléggé fejlett lesz ehhez, ami esetleg egy csökkenés a kriptovaluta használatában.
Blokklánc és kvantum algoritmusok meghatározása
Azok számára, akik nem ismerik a blokkláncot, a emelvény úgy tervezték, mint a digitális főkönyv több gépen fut egy peer-to-peer hálózaton belül. A Blockchain véletlenszám-generátorokat használ magával a (blokkokban tárolt) adatokkal együtt az egyes blokkok hash-jének vagy címkéjének létrehozásához. Mindegyik hash részben az előző blokk hashén alapul, ami megnehezíti a feltörést. Ha egy blokkot feltörnek, a hash azonnal megváltozik, és a blokklánc megszakad. A hackernek sikeresen meg kell változtatnia az összes következő hash-t a láncban, valamint a hálózat minden számítógépén lévő összes hash-t, hogy sikeres feltörést hozzon létre. Ez az egyik oka annak, hogy a blokklánc biztonságosabb digitális platform.
Mark Webber, a Universal Quantum vezető Quantum Architect-je a kvantumszámításról és a kriptovalutákról, valamint a blokkláncról (PC Universal Quantum) beszél.
A legtöbb szakértő azonban látja a kvantumszámítás, különösen a kvantum képességeit algoritmusok, amely életképes fenyegetést jelent a blokklánc rendszerre. Ezen algoritmusok közül a legveszélyesebb Shor és Grover algoritmusai. Shor algoritmusa Az 1990-es évek közepén hozták létre, hogy egy adott egész szám prímtényezőit megtalálják. „Sok szempontból beindította a terepet a kvantumszámítógépek használatának exponenciális előnyével párosuló alkalmazás ilyen izgalmával” – magyarázta. Mark Webber, vezető Quantum Architect at Univerzális kvantum, egy vállalat, amely a kvantumszámítógépek következő generációjának megépítésére összpontosított. Webber a kvantumszámítástechnika és a blokklánc közötti kölcsönhatásokat tanulmányozta, különösen a kriptovaluták esetében. Mivel sok titkosított kommunikáció, mint például a blokklánc, nyilvános és privát kulcsokat használ a biztonságos csatornák algoritmusaihoz, így a Shor-hoz hasonló titkos kulcsok felfedésével fenyegethetnek a nyilvános kulcs feldolgozása révén. „Bár úgy gondolják, hogy ezek a kulcsok biztonságosak a klasszikus világban, ha kellően erős kvantumszámítógépünk lesz, képesek leszünk feltörni ezeket a titkosítási technikákat” – tette hozzá Webber.
Hasonlóképpen, a Grover algoritmusa fenyegetést jelenthet a blokklánc számára, mivel képes optimalizálni a keresési képességeket és fontos értékeket találni a véletlenszerű adatok nagy készletei között. Mint a 2022 Forbes cikk kijelenti: "A különbség a Grover és a Shor algoritmusai között az, hogy a Grover inkább a kriptográfiai kivonatolást és a tárolt adatokat fenyegeti, míg a Shor a kommunikációs csatornát, ahol a [kriptovaluta] pénztárca és a blokklánc csomópontok közötti adatok találhatók." E két algoritmus miatt sok szakértő azt jósolja, hogy a kvantumszámítás végül az egész kriptovaluta platformot fenyegetheti, és értéktelenné teheti azt.
Egyelőre időeltolódás van, mivel a kvantumtechnológia folyamatosan fejlődik. És sok szervezet és kvantumcég használja ezt az időeltolódást, hogy jobban megértse a kvantumtechnológia előnyeit és veszélyeit. Kvantumépítészként Webber nemcsak a kvantumszámítógépek következő generációjának megépítésén dolgozik, hanem megpróbálja megérteni a kvantumhatás idővonalát is. Gyakran kérdezi: „Milyen gyorsan kell megoldanunk ezt a problémát, hogy releváns kvantumelőny legyen? Bizonyos problémák esetén szívesen várhat napokat a válaszra. Míg bizonyos esetekben, például a titkosítás bizonyos aspektusainak feltörése esetén, van egy sebezhetőségi időablak. Ez azt jelenti, hogy nagyon gyorsan meg kell oldania, például 10 perc alatt, és ez a kívánt futási idő határozza meg a kvantumhardver követelményeit."
Amikor a titkosításról és a blokkláncról van szó, a kvantumhatások is pozitív szerepet játszhatnak. „A véletlenszám-generátorok ezekhez a titkosítási módszerekhez származhatnak a kvantumforrás– mondta Webber. „Kis számú qubitet használhatunk lényegében valódi véletlenszám-forrásként. Itt most nem a nagyméretű kvantumszámítógépekről beszélünk, hanem a qubitekről, amelyeket a titkosítási fokunk erősítésére használnak. Ám ezek a qubitek kétélű fegyverekké válhatnak, és lehetővé teszik a potenciális kriptovaluta-rendszerek egyszerűbb feltörését.
Kriptovaluták feltörése kvantumszámítógép segítségével
Sok kriptovaluta, például a Bitcoin, az úgynevezett technikát alkalmazza elliptikus görbe (EC) kriptográfia a titkosított tranzakciók biztosítására. Az EC nyilvános és privát kulcspárokat használ mind a visszafejtéshez, mind a titkosításhoz. "Megvan a maga időablak eleme is" - tette hozzá Webber. „Ez a fontos kérdéshez vezet: ha fel tudjuk törni ezeket a kulcsokat, a Bitcoin hálózat hány százaléka lenne sebezhető? Más kutatások kimutatták, hogy az összes bitcoinnak jelenleg van egy bizonyos százaléka, amely sebezhető lenne a lassú támadásokkal szemben, és ez körülbelül 25%. Webber és más szakértők úgy vélik, hogy az ilyen lassú támadásokhoz szükséges kvantumhardver még néhány évvel a jelenlegi helyzethez képest van, de a kriptovaluták továbbra is kevés erőfeszítést tesznek rendszereik kvantumbiztosításához. „Ha nem történt változás, akkor a zavar két fázisa lesz” – magyarázta Webber. „Az összes bitcoin első 25%-a sebezhető lenne, és ez nagy bizalmat jelentene a rendszernek, de talán nem teljesen katasztrofális. De a második fázis, amikor meg tudjuk törni a titkosítást a rövidebb időablakon belül, minden tranzakciót sebezhetővé tesz, és végül a Bitcoin végét jelentené.
Az e titkosítási stílust feltörni képes kvantumszámítógépek jelenleg a becslések szerint több mint egymillió fizikai qubitet igényelnek, ami messze van a jelenleg vezető 100 vezető szervezettől. Webber elmagyarázza, hogy ez az, ami a Universal Quantumot mozgatja „Mindig is a méretezés kérdésére összpontosítottunk, és most olyan tervezési döntéseket hozunk, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy a lehető leggyorsabban elérjük a széles körű kvantumelőnyhöz szükséges eszközméreteket.”
Webber reméli, hogy a Bitcoin-vállalatok és más kriptovaluták kihasználják az időeltolódást kvantumbiztos platformjaik. Webber szerint: „Elméletileg elegendő időnek kell lennie a Bitcoinnak egy ilyen váltásra. Egyik munkatársam felhívja a figyelmet az irányítási folyamat kihívásaira, vagyis arra, hogy hogyan lehet elég egyetértésre jutni a közösségben ahhoz, hogy azt mondhassa: „Rendben, változnunk kell, ezt nem szabad figyelmen kívül hagyni.” Az esetlegesen szükséges konszenzus, valamint a blokklánc kvantumellenállóvá tételének képessége a fejlesztés során versenyfutást jelent az idővel a bitcoin és más kriptovaluták jövőjéért.
De amint azt Webber is kifejti, a kvantumszámítás nem rossz a blokklánc számára, mivel fontos megoldásokat kínálhat a decentralizált pénzügyek és az autonóm bankok számára. „Minden olyan alkalmazás, amelytől izgatottak vagyunk a kvantumszámítás terén a pénzügyekben, sok ilyen problémát meg kell majd oldani a rendszerek decentralizált verzióiban is” – mondta Webber. „Tehát egy decentralizált pénzügyi rendszer is kereshet egy kvantumszámítógépet a felhőben bizonyos problémák megoldására? Esetleg…"
Kenna Hughes-Castleberry az Inside Quantum Technology és a Science Communicator munkatársa a JILA-nál (a Colorado Boulder Egyetem és a NIST partnersége). Írási ütemei közé tartozik a mélytechnológia, a metaverzum és a kvantumtechnológia.
