Κρυπτονομίσματα και Κβαντικοί Υπολογιστές — Υπερβολικός φόβος;

Η διαφαινόμενη σκιά των κβαντικών υπολογιστών εξακολουθεί να κρέμεται πάνω από την κοινότητα κρυπτογράφησης, αλλά είναι μια πραγματική απειλή ή απλώς μια κόκκινη ρέγγα;

Η κρυπτογράφηση είναι το θεμέλιο μεγάλο μέρος της σύγχρονης ζωής μας και ένα απαραίτητο εργαλείο για τα κρυπτονομίσματα. Εάν αυτή η κρυπτογράφηση επρόκειτο να σπάσει, θα ήταν αδύνατο για τους εξορύκτες να ασφαλίσουν το blockchain. οι συναλλαγές θα μπορούσαν να πλαστογραφηθούν και η μεγάλη προσπάθεια blockchain θα μπορούσε να σταματήσει.

Προς το παρόν, δεν είναι βιώσιμο ακόμη και οι υπερυπολογιστές να σπάσουν το blockchain. Ωστόσο, μια σημαντική ανακάλυψη στον κβαντικό υπολογισμό θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια υπαρξιακή απειλή. Μήπως ήρθε η ώρα να εκχωρήσετε τις συμμετοχές σας σε κρυπτογράφηση ή συνεχίστε ως συνήθως?

Σε τι διαφέρουν οι κβαντικοί υπολογιστές;

Οι υπάρχοντες υπερυπολογιστές είναι ικανοί να επεξεργάζονται απίστευτες ποσότητες δεδομένων, αλλά περιορίζονται από τις θεμελιώδεις ιδιότητες των υπολογιστών. Όλοι οι υπάρχοντες υπολογιστές επεξεργάζονται δεδομένα ως bit (1 και 0) και αναγκάζονται να τα επεξεργαστούν μεμονωμένα.

Αυτό σημαίνει ότι οι περίπλοκοι υπολογισμοί πρέπει να επιλύονται απευθείας εκτελώντας όλους τους απαραίτητους υπολογισμούς. Με την κρυπτογράφηση, κάθε βήμα του παζλ πρέπει να λυθεί για να σπάσει ο κώδικας. Αυτό θα πάρει πολύ χρόνο για να αξίζει τον χρόνο.

Οι κβαντικοί υπολογιστές αλλάζουν το παιχνίδι. Έχουν σχεδιαστεί για να συλλαμβάνουν Qubits σε σταθερή κατάσταση και να εκμεταλλεύονται δύο μοναδικές ιδιότητες της κβαντικής φυσικής για την επεξεργασία δεδομένων με ταχύτητες αστραπής:

• Προσθήκη: Σε αντίθεση με τα bit, τα οποία είναι σταθερά, τα Qubits μπορούν να κρατήσουν όλους τους πιθανούς συνδυασμούς του 1 και του 0 ταυτόχρονα. Αυτό επιτρέπει σε πολλά qubits να επεξεργάζονται έναν τεράστιο αριθμό διαφορετικών αποτελεσμάτων ταυτόχρονα. Καθώς προστίθενται περισσότερα qubits, η επεξεργαστική ισχύς ενός κβαντικού υπολογιστή αυξάνεται εκθετικά. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και μικρές βελτιώσεις μπορούν να έχουν μεγάλο αντίκτυπο.
• Μπλέξιμο: Αυτό το εφέ γίνεται ακόμα πιο ισχυρό όταν ένας κβαντικός υπολογιστής δημιουργεί qubits που είναι μπερδεμένα. Αυτό καθιστά δυνατή την αλλαγή της κατάστασης ενός qubit και την προβλέψιμη αλλαγή των καταστάσεων όλων των άλλων qubit με τα οποία είναι μπλεγμένο. Αυτό επιτρέπει σε πολλαπλά qubits να λειτουργούν παράλληλα, αυξάνοντας σημαντικά την επεξεργαστική ισχύ κάθε μεμονωμένου qubit.

Οι επιπτώσεις ενός υπολογιστή να φτάσει στην κβαντική υπεροχή, ή στην ικανότητα να ξεπερνά συνεχώς τους παραδοσιακούς υπολογιστές, θα ήταν τεράστιες. Θα βοηθούσε στην προώθηση της έρευνας για δεκαετίες και θα μπορούσε να είναι το επόμενο σκαλοπάτι στην ανθρώπινη ανάπτυξη. Αλλά θα μπορούσε επίσης να καταστήσει την κρυπτογραφία ξεπερασμένη εν μία νυκτί.

Τα περισσότερα μεγάλα blockchain βασίζονται στο ECDSA (Elliptical Curve Digital Signature Algorithm). Αυτό επιτρέπει στα blockchain να δημιουργήσουν ένα τυχαίο 256-bit ιδιωτικό κλειδί και ένα συνδεδεμένο δημόσιο κλειδί που μπορεί να μοιραστεί με τρίτους χωρίς να αποκαλυφθεί αυτό το ιδιωτικό κλειδί.

Θα ήταν θεωρητικά ασήμαντο για έναν κβαντικό υπολογιστή να ξετυλίξει τη σχέση μεταξύ αυτών των κλειδιών, κάτι που θα μπορούσε να επιτρέψει την παραβίαση ενός πορτοφολιού και τη ρευστοποίηση των κεφαλαίων.

Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να κυριαρχήσει στα παραδοσιακά συναινετικά δίκτυα Proof of Work (PoW) και να διαπράξει επίθεση 51%. Αυτό θα του επέτρεπε να αναλάβει τον έλεγχο μιας αλυσίδας μπλοκ και να εγκρίνει δόλιες μπλοκ.

Θα μπορούσαμε να είμαστε δεκαετίες μακριά από τους κβαντικούς υπολογιστές

Παρά τις δυνατότητες των κβαντικών υπολογιστών, πιθανότατα δεν πρόκειται να είναι το πρωτοποριακό γεγονός που κάποιοι προβλέπουν. Η Google ισχυρίστηκε ότι έχει φτάσει στην κβαντική υπεροχή αλλά στην πραγματικότητα τον αλγόριθμο που χρησιμοποίησε δεν είχε πρακτικό σκοπό. Στην ουσία, όλοι οι υπάρχοντες κβαντικοί υπολογιστές είναι απλώς απόδειξη των εννοιών και δεν έχουμε ακόμη χρησιμοποιήσει για να αντιμετωπίσουμε ένα πραγματικό πρόβλημα, όπως το σπάσιμο της κρυπτογράφησης.

Ακόμα κι αν εμείς do καταφέρνουν να βρουν μια σημαντική ανακάλυψη και να επιτύχουν πραγματική κβαντική υπεροχή, τα προβλήματα επεκτασιμότητας μπορεί να εμποδίσουν τους κβαντικούς υπολογιστές να είναι χρήσιμοι εκτός εργαστηριακού περιβάλλοντος. Με την επίδραση του αποσυνοχή, ακόμη και μικροσκοπικοί κραδασμοί ή αλλαγές στη θερμοκρασία μπορεί να προκαλέσουν βλάβη ενός κβαντικού υπολογιστή. Αυτό θα τα καθιστούσε άχρηστα στη συντριπτική πλειοψηφία των σκηνικών και θα ήταν δύσκολο να αποκτήσουν οι κακοί ηθοποιοί, πόσο μάλλον να χρησιμοποιηθούν.

Το άλλο μεγάλο άγνωστο είναι πόσο γρήγορα μπορεί να προχωρήσει ο κβαντικός υπολογισμός. Ο νόμος του Moore προτείνει τον διπλασιασμό των μετρήσεων των τρανζίστορ κάθε δύο χρόνια. Αλλά αυτό δεν ισχύει απαραίτητα για τους κβαντικούς υπολογιστές.

Δεδομένων των περίπλοκων ηλεκτρονικών που χρησιμοποιούνται στις κβαντικές μηχανές, είναι πιθανό ότι θα αντιμετωπίσουμε σημαντικά εμπόδια στην προσπάθεια επέκτασης της χωρητικότητας. Μπορεί να περιοριστούμε σε μηχανές με μικρό αριθμό qubits. Με λίγα λόγια, ακόμα κι αν εμείς do να φτιάξει έναν κβαντικό υπολογιστή, μπορεί να μην μπορεί να κάνει τίποτα χρήσιμο για δεκαετίες.

Τι γίνεται αν υπάρχει ένα άλμα κβαντικών υπολογιστών;

Για λόγους επιχειρηματολογίας, ας υποθέσουμε ότι η Google βρίσκει μια πρωτοποριακή τεχνική για τον περιορισμό των qubits τους επόμενους 6 μήνες. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στην εταιρεία να κατασκευάσει έναν επεκτάσιμο κβαντικό υπολογιστή. Και μέσα από μια σειρά από ατυχή γεγονότα, πέφτει στα χέρια ενός κακού ηθοποιού. Αυτό θα ακρωτηριάσει οριστικά το κρυπτονόμισμα;

Ακόμα κι αν αυτό το εντελώς απίθανο σύνολο γεγονότων επρόκειτο να συμβεί, μπορεί να μην είναι το αποκαλυπτικό γεγονός που κάποιοι προβλέπουν. Ας ξεκινήσουμε με τον κίνδυνο αντίστροφης μηχανικής των ιδιωτικών κλειδιών πορτοφολιού.

Υφιστάμενες βέλτιστες πρακτικές ορίζουν ότι ένα πορτοφόλι θα πρέπει να χρησιμοποιείται μία φορά και, στη συνέχεια, όλα τα διακριτικά θα πρέπει να αποσύρονται σε ένα πορτοφόλι εκτός σύνδεσης ή σε ψυχρή αποθήκευση.

Ακόμη και ένας κβαντικός υπολογιστής θα χρειαζόταν λίγο χρόνο για να σπάσει ένα ιδιωτικό κλειδί πορτοφολιού BTC. Αυτή τη στιγμή, αυτό θα ήταν σίγουρα μεγαλύτερο από το κατά μέσο όρο 9 λεπτά μια συναλλαγή Bitcoin παίρνει. Αυτό σημαίνει ότι εάν ένας χρήστης ακολουθεί καθιερωμένες πρακτικές, οι εισβολείς θα πρέπει να βρίσκουν μόνο άδεια πορτοφόλια.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ένας αρκετά ισχυρός κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε θεωρητικά να σπάσει την υπάρχουσα κρυπτογράφηση του Bitcoin πριν ολοκληρωθεί μια συναλλαγή. Ωστόσο, αυτό είναι απίθανο ακόμη και μεσοπρόθεσμα.

Η επίδραση των κβαντικών υπολογιστών στη συναίνεση του Proof of Work (PoW) είναι λίγο πιο δύσκολη.

Ένας κβαντικός υπολογιστής θα χρειαστεί χρόνο για να εκτελέσει όλους τους υπολογισμούς του πριν καταλήξουμε σε συμπέρασμα. Στο μεταξύ, όλοι οι παραδοσιακοί ανθρακωρύχοι δοκιμάζουν ενεργά κάθε συνδυασμό, οπότε ο κβαντικός εξορύκτης θα πρέπει να ελπίζει ότι κανείς άλλος δεν έχει βρει ήδη τη λύση. Επιπλέον, το κόστος λειτουργίας ενός κβαντικού υπολογιστή μπορεί να ξεπεράσει τα οφέλη της απλής παράλληλης λειτουργίας μεγάλου αριθμού παραδοσιακών υπολογιστών.

Αν και αυτό το επιχείρημα παρέχει κάποια άνεση, δεν θα επιδιώξουν όλοι να εξορύξουν κρυπτονομίσματα για οικονομικούς λόγους. Εάν ένας κακός ηθοποιός ήταν ικανός να χρησιμοποιεί κβαντικούς υπολογιστές για να ελέγχει το 51% του δικτύου με συνέπεια, τότε θα μπορούσε να το χρησιμοποιήσει για να απονομιμοποιήσει πλήρως το Bitcoin και άλλα κρυπτονομίσματα. Επί του παρόντος, δεν θα υπήρχε καμία άμυνα εναντίον αυτού του είδους «παράλογου παράγοντα» που επιδιώκει να βλάψει την τεχνολογία blockchain για λόγους εκτός του άμεσου κέρδους.

Τι κάνει ο κόσμος της κρυπτογράφησης για να προστατευτεί από τον κβαντικό υπολογισμό;

Ενώ η απειλή των κβαντικών υπολογιστών είναι μακρινή, πολλοί οργανισμοί την λαμβάνουν σοβαρά υπόψη. Το 2016, το NIST προκήρυξε διαγωνισμό να αναπτύξουν νέα πρότυπα κρυπτογραφίας που έχουν σχεδιαστεί για να είναι κβαντικά ανθεκτικά. Αυτά τα νέα πρότυπα θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε υπάρχοντα έργα κρυπτονομισμάτων χρησιμοποιώντας σκληρά πιρούνια. Έτσι, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην κβαντική προστασία του blockchain προτού οι κβαντικοί υπολογιστές γίνουν ευρέως διαθέσιμοι.

Υπάρχει επίσης μια σειρά από έργα που εργάζονται σε τρόπους για την κβαντική προστασία συγκεκριμένων blockchains. Ένας από τους πιο προφανείς υποψήφιους είναι ο Quantum Resistant Ledger (QRL) που είναι η πρώτη υλοποίηση του Extended Merkle Signature Scheme (XMSS) σε πραγματικό κόσμο. Αυτή η υπογραφή που βασίζεται σε κατακερματισμό θα πρέπει να είναι πολύ πιο δύσκολο για έναν κβαντικό υπολογιστή να σπάσει από τις υπάρχουσες μεθόδους κρυπτογράφησης.

Ακόμη και τα μεγάλα κρυπτονομίσματα παίρνουν την απειλή στα σοβαρά. Οι προγραμματιστές του Ethereum έχουν ήδη δηλώσει ότι θα απομακρυνθούν από το Κβαντικά ευάλωτο ECDSA μέθοδοι κρυπτογράφησης στο Ethereum 2.0. Οι προγραμματιστές παίζουν με πολλαπλές προσεγγίσεις που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ενίσχυση της κβαντικής άμυνας του κρυπτονομίσματος.

Ωστόσο, οι λύσεις του Ethereum, συμπεριλαμβανομένης της πολυαναμενόμενης μετάβασης στο Proof of Stake (PoS) εξακολουθούν να μην λύνουν το πρόβλημα της αντίστροφης μηχανικής των ιδιωτικών κλειδιών. Ακόμη και όταν ποντάρετε ένα κρυπτονόμισμα, ένας χρήστης πρέπει να αποκαλύψει τη δημόσια διεύθυνσή του για να αποκτήσει πρόσβαση. Αυτό τους αφήνει ευάλωτους σε μια επίθεση κβαντικού υπολογιστή.

Εταιρεία Crypto Particl πιστεύει ότι έχει τη λύση: κρύο ποντάρισμα. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί διευθύνσεις πολλαπλών υπογραφών, επιτρέποντάς σας να χρησιμοποιήσετε έναν αποκλειστικό υπολογιστή πονταρίσματος συνδεδεμένο στο κινητό σας πορτοφόλι. Το μηχάνημα εκπέμπει ένα δημόσιο κλειδί διαφορετικό από το κλειδί του κινητού σας πορτοφολιού και είναι σχεδόν αδύνατο να συνδεθεί ξανά σε αυτό. Είναι παρόμοιο με τις υπηρεσίες ελέγχου ταυτότητας δύο παραγόντων που προσφέρονται από πολλά προϊόντα τεχνολογίας σήμερα.

Η ιδέα είναι πιο τρομακτική από την πραγματικότητα

Παραμερίζοντας τα πρακτικά προς το παρόν, η πραγματική απειλή του κβαντικού υπολογισμού είναι η αντίδραση της αγοράς. Η πλειοψηφία των επενδυτών κρυπτογράφησης (και ας το παραδεχτούμε, οι δημοσιογράφοι) δεν καταλαβαίνουν πραγματικά τον κβαντικό υπολογισμό. Εάν, και είναι μεγάλο εάν, αποκτήσουμε έναν βιώσιμο κλιμακούμενο κβαντικό υπολογιστή μέσα στην επόμενη δεκαετία, οι ειδικοί θα πέσουν σε μια φρενίτιδα τρομοκρατίας και πρωτοσέλιδων που προβλέπουν τον θάνατο των κρυπτονομισμάτων.

Αυτή η αντίδραση θα μπορούσε να είναι πιο επιζήμια για την κρυπτογράφηση από τους ίδιους τους κβαντικούς υπολογιστές. Θα μπορούσε να προκαλέσει ένα τεράστιο ξεπούλημα και να υπονομεύσει τη φήμη της κρυπτογράφησης. Έχοντας αυτό υπόψη, είναι σημαντικό η κοινότητα κρυπτογράφησης να λάβει εύλογα μέτρα για να αντιμετωπίσει τους κβαντικούς υπολογιστές.

Είναι εξίσου σημαντικό ότι η ίδια η κοινότητα χρειάζεται χρόνο για να κατανοήσει τις πραγματικότητες των κβαντικών υπολογιστών. Τι μπορεί να κάνει και τι δεν μπορεί να κάνει. Οι κβαντικοί υπολογιστές σίγουρα θα αλλάξουν τον κόσμο, αλλά με λίγη προετοιμασία και πολλή κοινή λογική, δεν θα γράψουν το τέλος των κρυπτονομισμάτων όπως τα ξέρουμε.

* Οι πληροφορίες σε αυτό το άρθρο και οι σύνδεσμοι που παρέχονται είναι μόνο για γενικούς ενημερωτικούς σκοπούς και δεν πρέπει να αποτελούν οικονομική ή επενδυτική συμβουλή. Σας συμβουλεύουμε να κάνετε τη δική σας έρευνα ή να συμβουλευτείτε έναν επαγγελματία πριν πάρετε οικονομικές αποφάσεις. Αναγνωρίστε ότι δεν φέρουμε ευθύνη για οποιαδήποτε απώλεια προκληθεί από οποιαδήποτε πληροφορία που υπάρχει σε αυτόν τον ιστότοπο.