Máme šťastie, že sme dnes nažive. Sme uprostred nesmierneho technologického prevratu, v ktorom sa náš vynález a objav, vedený spoločensky zameraným vedeckým výskumom, vkrádajú do všetkých aspektov nášho života. Blockchain je iba jednou z týchto technológií; ďalšie, ako napríklad kvantové výpočty a čistá energia, dosahujú v systéme rovnaké pokroky hľadaní lepšieho sveta.
Vedecké objavy majú často svoj spôsob navzájom sa testujú, v akomsi technologickom prežití najschopnejších. Napríklad, keď predpisy o čistej energii nariaďujú obmedzenie tradičných odvetví výroby energie, musí blockchain navrhnúť riešenia na zníženie spotreby energie a zároveň pokračovať vo vytváraní nových blokov v reťazci. Ako sa blockchain predlžuje, elektrina a výpočtové zdroje si vyžadujú exponenciálny nárast.
Hrozba kvantového výpočtu pre blockchain
Kvantové výpočty nám dávajú mimoriadny výpočtový výkon, vďaka čomu je mleté mäso z problémov, ktoré musia klasické počítače vyriešiť. Najnaliehavejšie problémy sveta, ako napríklad zmena podnebia, je možné prekonať iba pomocou strojov, ako sú kvantové počítače. Rovnako ako všetky nové technológie má však silu spôsobiť, že funkcie ostatných technológií budú zastarané. Tieto technológie musia mutovať, aby prežili a prosperovali, inak musia zostať na smetisku technológií zázraku jedného zásahu.
Vďaka blockchainu je tento predátor kvantovým výpočtom. Zabezpečenie blockchainu pochádza z jeho vylepšených štandardov šifrovania, ale sila kvantového výpočtu ponecháva expertov v obavách, že šifrovanie využívané blockchainom bude kvantovým výpočtom prekonané príliš ľahko..
Nedávno vedci z University of South Wales postavil novú architektúru, podobné tým, ktoré sa používajú v dnešných procesoroch, na vykonávanie kvantových výpočtov. To má významné dôsledky pre priemerného človeka. Znamená to, že rovnaká technológia, ktorá sa používa na spustenie zariadení, aké používate dnes, by sa mohla použiť na spustenie výpočtov kvantovej výpočty.
Kvantové výpočty, dokonca aj vreckové kvantové výpočty, sú nevyhnutné. Vždy sa to však považovalo za vzdialený sen – 10 až 15 rokov v budúcnosti to bol názor priemyslu na príchod komerčných kvantových výpočtov. Tento objav výskumníkov UNSW zdiskredituje túto predpoveď. Teraz by to mohlo prísť oveľa rýchlejšie a to nemusí byť pre kryptografiu a blockchain ako celok dobrým znamením.
Je technicky možné, aby klasický počítač prelomil asymetrické šifrovanie, ktoré mince obľubujú Bitcoin použitie s použitím úplnej hrubej sily (prechádzajúcej všetkými možnými riešeniami); len by to trvalo veľmi dlho. Kvantové počítače však fungujú mnohokrát rýchlejšie ako klasické počítače a je pre ne jednoduchšie poraziť asymetrické šifrovanie..
To dáva kryptomenu a blockchain do úzkych. Kryptomena a blockchain by mohli byť donútené vyvíjať sa, mutovať, aby získali nové vlastnosti, alebo inak veľmi milovaná bezpečnosť a súkromie, o ktorých nadšenci spievajú, môžu byť minulosťou.
Nie je však všetko stratené. Vývojári mincí majú oko na dlhodobej budúcnosti, možno preto, že samotná kryptomena je iba v štádiu batoliat. Je pred nami ešte dlhá cesta kryptomena dozrieva do celosvetového používania. Vývojári sú opatrní pri plánovaní akýchkoľvek prekážok, ktoré by sa mohli vyskytnúť, a to zahŕňa aj kvantové výpočty.
Ale predtým, ako hovoríme o možných riešeniach, ktoré by blockchain mohol použiť na obranu pred kvantovými výpočtami, pozrime sa, čo to kvantové výpočty sú. Rovnako ako blockchainy a kryptomena je užitočné vedieť niečo o technológii, ktorá bude mať nebývalý dopad na náš život.
Umožnenie fungovania vesmíru pre nás
Kvantové výpočty sú poslednou hrou počítačového výskumu. V úžase a špekuláciách ho prekonáva iba jedna ďalšia oblasť výskumu – umelá inteligencia. Organizácie ako NASA a priemyselní giganti ako Google už veľa rokov nalievajú svoje zdroje do dokonalosti tejto bláznivej oblasti fyziky pre každodenné použitie.
Zatiaľ sa to obmedzuje na high-tech výskumné laboratóriá a niekoľko vybraných organizácií, ale v jednej chvíli to bol aj tradičný počítač, ktorý dnes používate. Smartfón v ruke je mnohokrát výkonnejší ako kozmická loď Voyager, ktorá teraz pláva v medzihviezdnom priestore, a počítače, ktoré počas studenej vojny simulovali jadrovú vojnu. Je len otázkou času, kedy sa kvantový počítač stane dostupnejším pre priemerného človeka.
Dnešné počítače používajú bity. Jedná sa o hodnoty, ktoré môžu byť buď 0 alebo 1. Samotné to nie je veľa, ale keď opakovane kombinujete tieto hodnoty „áno“ alebo „nie“ s inými hodnotami „áno“ alebo „nie“, môžete prísť až s odpoveďami na naozaj zložité otázky (Na zistenie, čo je to písmeno, stačí 6 bitov – v praxi to však trvá 8 bitov.) To je všetko, čo počítač potrebuje, aby mohol robiť všetko, čo dnes robí.
Komplexné vykreslenie CGI? Skontrolujte. Video hry? Skontrolujte. Možné ultrarealistické simulácie sveta? Skontrolujte. To všetko je možné vykonať iba pomocou bitov.
Kvantové výpočty posúvajú túto myšlienku na úplne novú úroveň. Je neuveriteľné, že na to využíva samotnú štruktúru vesmíru. Kvantové počítače, ktoré sú dnes funkčné manipulovať s vesmírom a paralelnými vesmírmi robiť výpočty.
Kvantové počítače pracujú na qubitoch, ktoré môžu existovať v stave 0 a 1 súčasne. Nebudeme zachádzať do podrobností, ale s každým ďalším qubitom rastie výpočtový výkon počítača exponenciálne. To umožňuje kvantovému počítaču vykonávať zložité výpočty rýchlosťou, ktorá prekoná súčasné počítače, čo skracuje čas potrebný na riešenie zložitých matematických modelov, simulácií a kryptografickej bezpečnosti..
Ako šifrovanie funguje dnes
Najobľúbenejšou kryptografickou technikou, ktorá sa dnes používa, je kryptografia s verejným kľúčom. Toto používa dvojicu verejných a súkromných kľúčov na šifrovanie a dešifrovanie správ (alebo údajov o transakciách v prípade blockchainu), aby sa zabezpečilo, že k informáciám majú prístup iba overení používatelia..
Zdroj: Commons.wikimedia.org
Stručne povedané, váš verejný kľúč sa používa na prístup k šifrovanej správe a váš súkromný kľúč sa používa na dešifrovanie správy. Sila súkromného kľúča závisí od bezpečnostných metód a tajnosti súkromného kľúča. Blockchain používa na ďalšiu ochranu digitálne podpisy.
Táto forma kryptografie sa používa už mnoho rokov a je dôkazom jej efektívnosti, že sa postavila proti desaťročiam pokusov o jej prelomenie..
Kvantové počítače môžu teoreticky ľahko vyriešiť bezpečnostné metódy asymetrickej kryptografie. Kvantový počítač musí byť jednoducho dostatočne veľký a priemysel v tejto oblasti robí míľovými krokmi.
Odhaduje sa, že prekonanie najsilnejších šifrovacích štandardov súčasnosti bude trvať 4 000 qubitov. V novembri 2017, IBM oznámila že práve vyrobila 50-kvbitový kvantový počítač. Môže sa to zdať, že je to ďaleko od 4 000, ale nezabudnite, že technológia nerastie lineárne. Čas medzi míľnikmi sa s postupom času rýchlo skracuje. Bolo to 50 rokov predtým, ako sa počítače dostali od obrovských vojenských výbav k domácim predmetom. Odvtedy uplynulo iba 35 nepárnych rokov a už sme na dobrej ceste k ďalšiemu počítačovému veku.
Ak to zhrnieme, dnešné šifrovacie štandardy v blockchaine v súčasnosti fungujú, ale kvantové výpočty sú na chvoste. Čo to znamená pre blockchain a kryptomeny?
Mohli by kvantové počítače zabiť blockchain?
Ak bude výskum kvantovej výpočtovej techniky pokračovať súčasným tempom, nebude mať problém prelomiť šifrovanie používané blockchainom. Ekonomický systém kryptomien by bol takmer zbytočný, pretože by hackerom bolo možné ukradnúť vaše mince, spáchať podvod a ovládnuť blockchain. Ak by niekto mohol ľahko ukradnúť vaše bitcoiny, nebolo by to dobré pre reputáciu bitcoinu.
Možno ste už počuli o výraze „51% útok“. To je prípad, keď baníci kontrolujú viac ako 50% siete, čo im umožňuje zdvojnásobiť výdavky. Laicky to znamená, že môžu minúť peniaze dvakrát odstránením transakcií z blockchainu.
Kvantové počítače by mohli zlomyseľným baníkom poskytnúť potrebnú silu na prekonanie tejto 50% hranice. Táto konkrétna bezpečnostná obava nie je okamžitým problémom. Predpokladá sa, že bude trvať najmenej 10 rokov, kým to kvantové počítače dokážu. Avšak s nedávno odhalenou inžinierskou architektúrou pre kvantové počítače sa táto časová os môže skrátiť.
Existuje oveľa väčšie znepokojenie, ktoré, ako sme už spomenuli, spočíva v ľahkosti, s akou môže kvantové výpočty narušiť šifrovanie verejných kľúčov. Očakáva sa, že kvantové výpočty dosiahnu túto úroveň výkonu do roku 2027. Inými slovami, ak dnešné šifrovacie štandardy a rozšírenie blockchainovej bezpečnosti nevyvinú nové bezpečnostné techniky alebo šifrovacie štandardy, bude to prakticky zbytočné.
Dobrou správou je, že vývojári kryptomien s dlhodobým myslením sa v skutočnosti pripravujú na túto eventualitu a v rukáve majú niekoľko trikov.
Uplatňovanie preventívnych opatrení
Kryptomeny využívajú rôzne nástroje na boj proti rýchlo sa blížiacej hrozbe kvantových počítačov. Je to technologický vývoj, ktorý sa formuje do podoby peknej šou.
Jedným z týchto vývojov je inovovaná verzia bitcoinu tzv qBitcoin. Je mysliteľné použiť na prenos týchto qBitcoinov medzi používateľmi protokoly kvantovej kryptografie, ako je napríklad schéma distribúcie kvantového kľúča BB84..
Je tu irónia: na ochranu blockchainov sa používa rovnaká technológia, ktorú kvantové výpočty používajú na ohrozenie bezpečnosti blockchainu, qubit. Bohužiaľ v tejto metóde sú prekážky. Na prenos týchto qubitov by bolo potrebné nainštalovať kvantovú distribučnú sieť, čo je z dôvodu vysokých nákladov na výstavbu vo veľkom rozsahu nemožné. Časom to však môže zlacnieť.
Ďalšou navrhovanou metódou je Kvantovo odolná kniha, vyvinutý Dr. Peter Waterland. Táto nová technika bola navrhnutá s ohľadom na post-kvantovú kryptografiu. Jeho cieľom je bojovať proti hrozbe kvantového výpočtu implementáciou nových digitálnych podpisov do transakcií, vďaka čomu je účtovná kniha odolná voči kvantovému výpočtu.
Použitím algoritmu Proof-of-Stake sa dokázalo, že táto metóda má zabezpečené pseudonáhodné funkcie založené na hashe, ktoré sa imunizujú proti kvantovej analýze. Na rozdiel od qBitcoins nepotrebuje na svoju prevádzku nákladnú infraštruktúru. Môže bežať na zariadeniach s nízkou spotrebou, ako sú notebooky a Raspberry Pis.
QRL tiež plánuje zaviesť kvantovo bezpečnú vrstvu správ. Prostredníctvom techniky nazývanej kryptografia na báze mriežky budú transakcie podpísané špeciálnym verejným kľúčom, ktorý môžu používatelia použiť na vytáčanie zabezpečeného komunikačného média, cez ktoré je možné odosielať správy. Medzi ďalšie plány patrí prepojenie ID blockchainu s týmito kvantovo bezpečnými adresami, ktoré sa nazývajú transakcie XMSS.
Existujú aj existujúce kryptomeny, ktoré plánujú postkvantovú kryptografiu. IOTA, jedna z najväčších mincí na trhu, používa Winternitz OTS alebo Lamport Signatures na zabezpečenie svojich podpisov pred kvantovou analýzou. Jediným problémom je, že každú adresu je možné použiť iba raz.
Patentovaný protokol IOTA, Tangle, protiintuitívne, v skutočnosti urýchľuje sieť s príchodom ďalších používateľov. Acyklický graf IOTA, odlišný od blockchainu, je pozoruhodným novým vývojom v technológii kryptomeny. V tejto sieti musí odosielateľ transakcie overiť ďalšie dve transakcie. Toto je nový fascinujúci protokol a je stojí za prečítanie.
Aká je prognóza zabezpečenia blockchainu?
Nie príliš znepokojujúce, našťastie.
Áno, kvantové výpočty by mohli potenciálne znamenať katastrofu pre kryptomenu, ale priemysel sa už proti tejto hrozbe zbiera. V životnosti oboch technológií je ešte veľmi skoro a môže im dokonca celkovo pomôcť, ak budú konkurovať bok po boku. Hroziaci príchod kvantových počítačov núti odborníkov na šifrovanie a kryptomenu, aby sa na to pripravili, čo len zlepšuje jeho vlastnosti a šance na prežitie.
Odpoveď je, že nemusíte prepadať panike. Môže sa stať, že kvantové výpočty zvíťazia, ale preventívne úsilie kryptografie a odborníkov na kryptomeny vyzerá nádejne. Podľa môjho osobného názoru sa nezdá, že by kvantový výpočet zničil trh. Inherentná hodnota blockchainu v toľkých priemyselných odvetviach je prínosom, ktorý treba brať oboma rukami. Je ťažké si predstaviť, že by to niekto chcel nechať ísť. Je pravdepodobné, že čoskoro bude objavená alebo vynájdená určitá obrana proti kvantovým výpočtom.
Ak si myslíte o kvantovom výpočte, bezpečnosti blockchainu alebo minciach, ktoré sa zaoberajú problémom postkvantovej kryptografie, dajte nám vedieť v komentároch nižšie.