Podle mnoha účtů se kvantové počítání (QC), které k reprezentaci svých binárních jedniček a nul používá atomový "spin" místo elektrického náboje, vyvíjí exponenciální rychlostí. Pokud bude QC někdy realizováno ve velkém měřítku, mohlo by to být přínosem pro lidskou společnost, mimo jiné by mohlo pomoci zlepšit výnosy plodin, navrhnout lepší léky a navrhnout bezpečnější letadla.
Vydělávat by mohl i krypto sektor. Zrovna minulý týden například projekt zadaný Bank of Canada simuloval přijetí kryptoměny mezi kanadskými finančními organizacemi. pomocí kvantového počítání.
„Chtěli jsme otestovat sílu kvantového počítání na výzkumném případu, který je obtížné vyřešit pomocí klasických výpočetních technik,“ řekla Maryam Haghighi, ředitelka datové vědy v Bank of Canada, v tiskové zprávě.
Jiní se však obávají, že kvantové výpočty by vzhledem ke své mimořádné síle „hrubé síly“ mohly také prolomit kryptografickou strukturu blockchainu, která sloužila bitcoinu (BTC) tak dobře od svého vzniku. Někteří říkají, že je jen otázkou času, než budou kvantové počítače schopny identifikovat obrovská prvočísla, která jsou klíčovými složkami soukromého klíče BTC – za předpokladu, že nebudou vyvinuta žádná protiopatření.
V tomto smyslu nedávno publikovaný článek vypočtená kolik kvantového výkonu by bylo potřeba k duplikování soukromého klíče BTC, tj. „počet fyzických qubitů potřebných k prolomení 256bitového šifrování klíčů eliptické křivky v bitcoinové síti“, jak vysvětlili autoři článku, kteří jsou spojený s University of Sussex.
Jistě to nebude snadný úkol. Algoritmus bitcoinu, který převádí veřejné klíče na soukromé klíče, je „jedním způsobem“, což znamená, že je snadné vygenerovat veřejný klíč ze soukromého klíče, ale je prakticky nemožné odvodit soukromý klíč z veřejného klíče pomocí současných počítačů.
Navíc by to vše muselo být provedeno asi za 10 minut, což je průměrná doba, po kterou je veřejný klíč vystaven nebo zranitelný v bitcoinové síti. Předpokládá také, že veřejný klíč je identický s adresou BTC, jak tomu bylo většinou v počátcích bitcoinu, než se stalo běžnou praxí používat algoritmus KECCAK k „hashování“ veřejných klíčů pro generování adres BTC. Odhaduje se, že přibližně jedna čtvrtina existujících bitcoinů používá nehašované veřejné klíče.
Vzhledem k těmto omezením autoři odhadují, že k proniknutí jediného soukromého klíče bitcoinu do 1.9 minut by bylo potřeba 10 miliardy qubitů. Qubity, neboli kvantové bity, jsou analogií „bitů“ v klasickém počítání. Pro srovnání, většina počítačů proto-QC dnes dokáže shromáždit 50–100 qubitů, i když nejmodernější kvantový procesor Eagle od IBM zvládne 127 qubitů.
Jinými slovy, to je 127 qubitů oproti 1.9 miliardám potřebným k prolomení bezpečnosti bitcoinu pomocí rozsáhlého iontového kvantového počítače, jak je navrženo v článku AVS Quantum Science.
Mark Webber, kvantový architekt v Universal Quantum, spin-out společnosti University of Sussex, a hlavní autor článku, řekl"Náš odhadovaný požadavek […] naznačuje, že bitcoin by měl být prozatím považován za bezpečný před kvantovým útokem, ale kvantové výpočetní technologie se rychle rozšiřují s pravidelnými průlomy, které ovlivňují takové odhady a činí z nich velmi možný scénář během příštích 10 let."
Je hrozba reálná?
Mohlo by být zabezpečení bitcoinu skutečně prolomeno? "Myslím, že kvantové počítače by mohly prolomit kryptoměnu," řekl Cointelegraph Takaya Miyano, profesor strojního inženýrství na japonské univerzitě Ritsumeikan, "I když ne za pár let, ale za 10–20 let."
Miyano nedávno vedl tým, který vyvinul proudovou šifru založenou na chaosu navrženou tak, aby odolala útokům z rozsáhlých kvantových počítačů.
David Chaum, píšící minulý rok pro Cointelegraph, také bil na poplach — nejen pro kryptoměny ale i pro širší společnost:
„Pro společnost tak závislou na internetu je možná nejvíce děsivé, že výpočetní technika na kvantové úrovni ohrožuje všechny naše digitální infrastruktury. Náš současný internet je postaven na kryptografii – používání kódů a klíčů k zabezpečení soukromé komunikace a ukládání dat.“
Mezitím pro kryptoměny jako Bitcoin a Ether (ETH), „pro koho je tento koncept zásadní, by jeden dostatečně výkonný kvantový počítač mohl znamenat krádež hodnoty v miliardách dolarů nebo zničení celého blockchainu,“ pokračoval Chaum.
Existuje více než 4 miliony BTC, „které jsou potenciálně zranitelné vůči kvantovému útoku,“ konzultační společnost Deloitte odhady, číslo, které zahrnuje vlastníky používající nehašované veřejné klíče nebo kteří znovu používají BTC adresy, další nemoudrý postup. Při současných tržních cenách to představuje riziko asi 171 miliard USD.
Poslední: Způsobují asymetrické informace divoké cenové výkyvy kryptoměn?
„Osobně si myslím, že v tuto chvíli nejsme schopni udělat dobrý odhad“, jak dlouho bude trvat, než kvantové počítače prolomí šifrování BTC, Itan Barmes, vedoucí kvantové bezpečnosti v Deloitte Nizozemsko a projektant na Světovém ekonomickém fóru, řekl Cointelegraph. Ale mnoho odborníků dnes odhaduje 10-15 let, řekl. Mnohé z těchto odhadů jsou také pro prolomení šifrování bez časového omezení. Udělat to všechno do 10 minut bude obtížnější.
Zranitelné mohou být i další kryptoměny, nejen bitcoiny, včetně těch, které mají validační mechanismy proof-of-stake (PoS); Bitcoin používá protokol proof-of-work (PoW). „Pokud blockchainový protokol odhalí veřejné klíče na dostatečně dlouhou dobu, automaticky se stane zranitelným pod kvantovými útoky,“ řekl Cointelegraph Marek Narozniak, fyzik a člen kvantové výzkumné skupiny Tima Byrnese na New York University. "Mohlo by to umožnit útočníkovi padělat transakce nebo zosobnit identitu producentů bloků pro systémy PoS."
Čas na přípravu
Zdá se, že kryptoprůmysl může mít asi deset let na to, aby se připravil na potenciální nápor QC, a to je zásadní. Narozniak poznamenal:
"Je více než dost času na vývoj kvantově bezpečných kryptografických standardů a vypracování adekvátních fork pro aktuálně používané blockchainové protokoly."
Na otázku, zda si je jistý, že postkvantová kryptografie bude vyvinuta včas, aby zmařila hackery, než bude prolomena desetiminutová bariéra, Barmes z Deloitte odkázal na novější článek, spoluautor o kvantových rizicích pro blockchain Ethereum, který popisuje dva typy útoků: útok na úložiště a útok na tranzit. První „je méně komplikovaný na provedení, ale abyste se proti němu bránili, nemusíte nutně nahrazovat kryptografický algoritmus.“ Na druhou stranu řekl Cointelegraphu:
„Tranzitní útok je mnohem obtížnější provést a je také mnohem obtížnější se proti němu chránit. Existují některé kandidátské algoritmy, o kterých se věří, že jsou odolné vůči kvantovým útokům. Všechny však mají výkonnostní nedostatky, které mohou být škodlivé pro použitelnost a škálovatelnost na blockchain.“
Závod ve zbrojení?
Zdá se tedy, že to, co se v této oblasti odehrává, jsou jakési závody ve zbrojení – jak budou počítače stále výkonnější, bude třeba vyvinout obranné algoritmy, aby čelily hrozbě.
"Tento celkový vzorec pro nás není nic nového," řekl Narozniak. "Vidíme to i v jiných odvětvích." Inovace jsou zaváděny a jiní se je snaží ukrást, takže jsou vyvíjeny mechanismy ochrany proti pirátství, které provokují ještě chytřejší zařízení na krádeže.
„To, co dělá tento případ kvantově bezpečné kryptografie trochu odlišným, je to, že kvantové algoritmy ukládají drastičtější změnu. Ta zařízení jsou totiž založena na jiné fyzice a pro určité problémy nabízejí různou výpočetní náročnost,“ dodal Narozniak.
QC skutečně využívá zvláštní kvalitu kvantové mechaniky, kdy elektron nebo atomová částice mohou být ve dvou stavech současně. V klasickém počítání elektrický náboj představuje informaci buď jako 0 nebo 1, a to je pevné, ale v kvantovém počítání může být atomová částice jak 0, tak 1, nebo 1 a 1, nebo 0 a a 0 atd. Pokud lze využít tuto jedinečnou kvalitu, výpočetní výkon mnohonásobně exploduje a vývoj QC spojený se Shorovým algoritmem – poprvé popsaným v roce 1994 jako teoretická možnost, ale podle mnohých se brzy stane realitou s širokým dosahem – také ohrožuje rozbít šifrování RSA, které se používá ve velké části internetu, včetně webových stránek a e-mailu.
"Ano, je to velmi tvrdý a vzrušující závod se zbraněmi," řekl Miyano Cointelegraphu. „Útoky – včetně útoků na postranní kanály – na kryptosystémy jsou stále silnější díky pokroku v počítačích a matematických algoritmech běžících na strojích. Jakýkoli kryptosystém by mohl být náhle rozbit, protože se objevil neuvěřitelně výkonný algoritmus.
Simulace finančních vztahů
Člověk by však neměl nutně předpokládat, že dopad kvantových počítačů na krypto sektor bude zcela škodlivý. Samuel Mugel, technologický ředitel společnosti Multiverse Computing, společnosti, která vedla výše zmíněný program v Bank of Canada, vysvětlil, že v pilotním projektu byli schopni simulovat síť finančních vztahů, ve kterých by rozhodnutí, která by jedna firma mohla učinit, byla velmi závislé na rozhodnutích jiných firem, dále Cointelegraph vysvětluje:
„Sítě teorie her, jako je tato, jsou pro normální superpočítače velmi těžko řešitelné, protože optimálnější chování může být přehlédnuto. Kvantové počítače mají způsoby, jak se s tímto typem problémů vypořádat efektivněji.“
Zařízení založená na kvantové mechanice potenciálně nabízejí další jedinečné možnosti, dodal Narozniak, „Na rozdíl od klasických stavů například nelze kvantové stavy kopírovat. Pokud by byly digitální tokeny reprezentovány pomocí kvantových stavů, teorém o neklonování by je automaticky chránil před dvojnásobným utracením.
Poslední: V zemích sužovaných inflací je kryptoměna vnímána jako „budoucnost peněz“.
Kvantové provázání by také mohlo být použito k zajištění kvantových inteligentních kontraktů, řekl Narozniak. "Tokeny by se mohly zamotat během plnění smlouvy, což by obě strany mohlo zranit vůči případné ztrátě, pokud by smart smlouva nebyla provedena tak, jak bylo dohodnuto."
Rozvoj postkvantové kryptografie
Celkově vzato se hrozba pro kryptoverze ze strany kvantových počítačů jeví jako skutečná, ale k prolomení základní kryptografie kryptografie by byla potřeba obrovská síla a hackeři by také museli pracovat pod přísnými časovými omezeními – mít pouze 10 minut na proniknutí do soukromého klíče BTC. například. Realita prolomení šifrování bitcoinových eliptických křivek pomocí kvantových počítačů je také vzdálena nejméně deset let. Průmysl však musí začít nyní s vývojem odstrašujících prostředků. "Řekl bych, že bychom měli být připraveni včas, ale musíme na tom začít vážně pracovat," řekl Barmes.
Ve skutečnosti se nyní podstatná část výzkumu odehrává „v postkvantových kryptoměnách,“ řekla Cointelegraphu Dawn Songová, profesorka divize počítačových věd na Kalifornské univerzitě v Berkeley, a dodala:
"Je důležité, abychom vyvinuli kvantově odolnou nebo postkvantovou kryptografii, abychom měli připravené alternativy, až budou kvantové počítače ve skutečnosti dostatečně výkonné."
Zdroj: https://cointelegraph.com/news/quantum-computing-to-run-economic-models-on-crypto-adoption