Mums ir paveicies, ka šodien esam dzīvi. Mēs atrodamies milzīga tehnoloģiska satricinājuma vidū, kur mūsu izgudrojums un atklājums, ko vada sociāli domājoši zinātniski pētījumi, iezogas visos mūsu dzīves aspektos. Blockchain ir tikai viena no šīm tehnoloģijām; citi, piemēram, kvantu skaitļošana un tīrā enerģija, vienādi virzās uz priekšu tiekšanās pēc labākas pasaules.
Zinātniskajiem atklājumiem bieži ir veids, kā to izdarīt pārbauda viens otru, sava veida tehnoloģiskajā izdzīvošanā. Piemēram, kad tīras enerģijas noteikumi uzliek par pienākumu samazināt tradicionālās enerģijas ražošanas nozares, bloku ķēdei ir jāizstrādā risinājumi enerģijas patēriņa samazināšanai, vienlaikus turpinot jaunu bloku izveidi ķēdē. Tā kā blokķēde pagarinās, elektrības un skaitļošanas resursi ir jāpalielina eksponenciāli.
Kvantu skaitļošanas draudi blokķēdei
Kvantu skaitļošana dod mums ārkārtas skaitļošanas jaudu, padarot malto gaļu no problēmām, kuru risināšanai klasiskie datori cīnās. Pasaules aktuālākās problēmas, piemēram, klimata pārmaiņas, var pārvarēt tikai ar tādām mašīnām kā kvantu datori. Tomēr, tāpat kā ar visām jaunajām tehnoloģijām, tā spēj padarīt novecojušas citu tehnoloģiju funkcijas. Šīm tehnoloģijām ir jāpārveidojas, lai izdzīvotu un uzplauktu, vai arī tās jāatstāj viena hita brīnumu tehnoloģiju atkritumu sētā.
Izmantojot blokķēdi, šis plēsējs ir kvantu skaitļošana. Blockchain drošība izriet no tā uzlabotajiem šifrēšanas standartiem, taču kvantu skaitļošanas jauda liek ekspertiem uztraukties, ka bloku ķēdes izmantotā šifrēšana ar kvantu skaitļošanu tiks pārvarēta pārāk viegli.
Nesen pētnieki no Dienvidvelsas universitātes uzbūvēja jaunu arhitektūru, līdzīgi tiem, ko izmanto mūsdienu procesoros, lai veiktu kvantu aprēķinus. Tas būtiski ietekmē vidusmēra cilvēku. Tas nozīmē, ka to pašu tehnoloģiju, ko izmanto šodien izmantoto ierīču darbināšanai, varētu izmantot kvantu skaitļošanas aprēķinu veikšanai.
Kvantu skaitļošana, pat kabatas kvantu skaitļošana, ir neizbēgama. Tomēr tas vienmēr tiek uzskatīts par tālu sapni – 10 līdz 15 gadi nākotnē ir bijuši nozares viedoklis par komerciālās kvantu skaitļošanas ienākšanu. Šis UNSW pētnieku atklājums diskreditē šo prognozi. Tagad tas varētu pienākt daudz ātrāk, un tas, iespējams, neliecina par kriptogrāfiju un blokķēdi kopumā.
Klasiski datoram ir tehniski iespējams izlauzties cauri asimetriskai šifrēšanai, kas patīk monētām Bitcoin izmantot, izmantojot tīru brutālu spēku (skrienot cauri visiem iespējamiem risinājumiem); tas tikai prasītu ļoti ilgu laiku. Tomēr kvantu datori darbojas daudzkārt ātrāk nekā klasiskie datori, un tam ir vieglāk pārvarēt asimetrisko šifrēšanu.
Tas kriptonaudu un blokķēdi ievieto šaurā vietā. Kriptonauda un blokķēde varētu būt spiesti attīstīties, mutēties, lai tām būtu jaunas īpašības, vai arī ļoti iecienītā drošība un privātums, par kuru entuziasti dzied slavēšanu, varētu būt pagātne.
Tomēr viss nav zaudēts. Monētu izstrādātājiem ir acis uz ilgtermiņa nākotni, iespējams, tāpēc, ka pati kriptonauda ir tikai mazuļu stadijā. Līdz tam vēl ir tāls ceļš ejams kriptonauda ir nobriedusi visā pasaulē. Izstrādātāji uzmanīgi plāno iespējamos šķēršļus, tostarp kvantu skaitļošanu.
Bet pirms mēs runājam par iespējamiem risinājumiem, kurus blokķēde varētu izmantot aizsardzībā pret kvantu skaitļošanu, apskatīsim, kas ir kvantu skaitļošana. Tāpat kā blokķēdes un kriptonauda, ir noderīgi mazliet zināt par tehnoloģiju, kurai būs vēl nebijusi ietekme uz mūsu dzīvi.
Liekot Visumam darboties mums
Kvantu skaitļošana ir skaitļošanas pētījumu beigu spēle. Ar bijību un spekulācijām to pārspēj tikai viena cita pētniecības joma – mākslīgais intelekts. Daudzus gadus tādas organizācijas kā NASA un nozares giganti, piemēram, Google, ir izlietojuši savus resursus šīs trakās fizikas jomas pilnveidošanā ikdienas lietošanai.
Pagaidām tas attiecas tikai uz augsto tehnoloģiju pētniecības laboratorijām un dažām organizācijām, taču vienā brīdī tas bija arī tradicionālais dators, kuru izmantojat šodien. Jūsu rokā esošais viedtālrunis ir daudz reižu jaudīgāks nekā Voyager kosmosa kuģis, kas tagad peld starpzvaigžņu telpā, un datori, kas atdarināja kodolkarus Aukstā kara laikā. Ir tikai laika jautājums, kad kvantu skaitļošana kļūst pieejamāka vidusmēra cilvēkam.
Mūsdienu datoros tiek izmantoti biti. Tās ir vērtības, kuras var būt vai nu 0, vai 1. Pats par sevi tas nav daudz, taču, atkārtoti apvienojot šīs “jā” vai “nē” vērtības ar citām “jā” vai “nē”, varat nākt kopā ar atbildēm uz patiešām sarežģītiem jautājumiem (patiesībā jums ir nepieciešami tikai 6 biti, lai saprastu, kas ir burts – lai gan praksē tas prasa 8 bitus.) Tas ir gandrīz viss, kas jūsu datoram ir jādara viss, ko tas šodien dara.
Sarežģīta CGI atveidošana? Pārbaudiet. Video spēles? Pārbaudiet. Iespējamās pasaules reālistiskās simulācijas? Pārbaudiet. To visu var izdarīt tikai ar bitiem.
Kvantu skaitļošana šo ideju pārceļ pilnīgi jaunā līmenī. Neticami, lai to izdarītu, tiek izmantots visuma audums. Kvantu datori, kas darbojas šodien manipulēt ar Visumu un paralēlajiem Visumiem veikt aprēķinus.
Kvantu datori darbojas ar kvitiem, kas vienlaicīgi var pastāvēt 0 un 1 stāvoklī. Mēs neiedziļināsimies detaļās, taču ar katru nākamo kubitu datora skaitļošanas jauda pieaug eksponenciāli. Tas ļauj kvantu datoram veikt sarežģītus aprēķinus ar ātrumu, kas tālu pārsniedz mūsdienu datorus, samazinot laiku sarežģītu matemātisko modeļu, simulāciju un kriptogrāfiskās drošības risināšanai.
Kā šifrēšana darbojas šodien
Mūsdienās vispopulārākā kriptogrāfijas tehnika ir publiskās atslēgas kriptogrāfija. Tas izmanto publisko un privāto atslēgu pāri, lai šifrētu un atšifrētu ziņojumus (vai darījumu datus blokķēdes gadījumā), lai nodrošinātu, ka informācijai var piekļūt tikai pārbaudīti lietotāji..
Avots: Commons.wikimedia.org
Īsumā jūsu publiskā atslēga tiek izmantota, lai piekļūtu šifrētam ziņojumam, un privātā atslēga tiek izmantota, lai atšifrētu ziņojumu. Privātās atslēgas stiprums ir atkarīgs no drošības metodēm un privātās atslēgas slepenības. Papildu aizsardzībai Blockchain izmanto digitālos parakstus.
Šī kriptogrāfijas forma ir izmantota daudzus gadus, un tas liecina par tās efektivitāti, ka tā ir nostājusies pretim gadu desmitiem ilgiem mēģinājumiem to lauzt.
Teorētiski kvantu datori var viegli atrisināt asimetriskās kriptogrāfijas drošības metodes. Kvantu datoram vienkārši jābūt pietiekami lielam, un nozare šajā ziņā veic lēcienus un robežas.
Tiek lēsts, ka, lai pārspētu visstingrākos šifrēšanas standartus mūsdienās, būs nepieciešami 4000 kubiti. 2017. gada novembrī, IBM paziņoja ka tā tikko bija ražojusi 50 kvotu kvantu datoru. Var šķist, ka tas ir tālu no 4000, taču atcerieties, ka tehnoloģija neaug lineārā veidā. Laiks starp pagrieziena punktiem ātri saīsinās laika gaitā. Pagāja 50 gadi, pirms datori no milzu militārajiem modeļiem kļuva par mājsaimniecības priekšmetiem. Kopš tā laika ir pagājuši tikai 35 nepāra gadi, un mēs jau esam labi ceļā uz nākamo skaitļošanas laikmetu.
Apkopojot, pašreizējie šifrēšanas standarti blokķēdē darbojas, taču kvantu skaitļošana ir tieši uz astes. Ko tas nozīmē blokķēdei un kriptovalūtām?
Vai kvantu datori varētu nogalināt blokķēdi?
Ja kvantu skaitļošanas pētījumi turpināsies pašreizējā tempā, tad tam nebūs problēmu pārtraukt blokķēdes izmantoto šifrēšanu. Kriptovalūtu ekonomiskā sistēma kļūtu bezjēdzīga, jo hakeriem būtu iespējams nozagt jūsu monētas, izdarīt krāpšanu un kontrolēt blokķēdi. Ja kāds varētu viegli nozagt jūsu bitkīnus, tas nebūtu labi Bitcoin reputācijai.
Iespējams, esat dzirdējis par terminu “51% uzbrukumu”. Tas ir, kad kalnrači kontrolē vairāk nekā 50% tīkla, ļaujot viņiem dubultot tēriņus. Nespeciālistiem runājot, tas nozīmē, ka viņi var tērēt naudu divas reizes, dzēšot darījumus no blokķēdes.
Kvantu datori ļaunprātīgiem kalnračiem varētu dot spēku, kas nepieciešams, lai pārkāptu šo 50% slieksni. Šīs īpašās bažas par drošību nerada tūlītējas bažas. Tiek prognozēts, ka paies vismaz 10 gadi, pirms kvantu datori būs spējīgi to izdarīt. Tomēr ar nesen atklāto kvantu datoru inženiertehnisko arhitektūru šo laika skalu var saīsināt.
Ir daudz lielākas bažas, kas, kā jau minējām, ir tas, cik viegli kvantu skaitļošana var izjaukt publiskās atslēgas šifrēšanu. Paredzams, ka kvantu skaitļošana sasniegs līdz 2027. gadam. Citiem vārdiem sakot, ja šodienas šifrēšanas standarti un paplašinājums, blokķēdes drošība, neizstrādā jaunus drošības paņēmienus vai šifrēšanas standartus, tas būs praktiski bezjēdzīgi.
Labā ziņa ir tā, ka ilgtermiņa domājošie kriptovalūtu izstrādātāji faktiski gatavojas šim gadījumam, un viņi ir ieguvuši dažus trikus piedurknē.
Preventīvu pasākumu izmantošana
Kriptovalūtās tiek izmantoti dažādi rīki, lai apkarotu ātri tuvojošos kvantu datoru draudus. Tā ir tehnoloģiska attīstība, kas veidojas, lai kļūtu par diezgan lielu izrādi.
Viens no šiem notikumiem ir uzlabota Bitcoin versija, ko sauc qBitcoin. Ir iespējams iedomāties izmantot kvantu kriptogrāfijas protokolus, piemēram, BB84 kvantu atslēgu izplatīšanas shēmu, lai pārsūtītu šos qBitcoins starp lietotājiem.
Šeit ir ironija: blokķēdes aizsardzībai tiek izmantota tā pati tehnoloģija, ko kvantu skaitļošana izmanto, lai apdraudētu bloku ķēdes drošību. Diemžēl šajā metodē ir iesaistīti šķēršļi. Šo kvītu pārsūtīšanai būtu nepieciešams uzstādīt kvantu izplatīšanas tīklu, kas lielā mērā ir finansiāli neiespējams augsto būvniecības izmaksu dēļ. Tomēr ar laiku tas var kļūt lētāks.
Vēl viena ieteiktā metode ir Kvantu izturīga virsgrāmata, izstrādāja Dr Peter Waterland. Šī jaunā tehnika tika izstrādāta, ņemot vērā pēckvantu kriptogrāfiju. Tās mērķis ir apkarot kvantu skaitļošanas draudus, darījumos ieviešot jaunus digitālos parakstus, kas padara virsgrāmatu izturīgu pret kvantu skaitļošanu.
Izmantojot pierādījuma likmes algoritmu, ir pierādīts, ka šai metodei ir drošas hash balstītas pseido-nejaušas funkcijas, kas imunizējas pret kvantu analīzi. Atšķirībā no qBitcoins, tā darbībai nav nepieciešama dārga infrastruktūra. Tas var darboties ar mazjaudas ierīcēm, piemēram, klēpjdatoriem un Raspberry Pis.
QRL arī plāno ieviest kvantu drošas ziņojumapmaiņas slāni. Izmantojot tehniku, ko dēvē par kriptogrāfiju, kuras pamatā ir režģis, darījumi tiks parakstīti ar īpašu publisko atslēgu, kuru lietotāji var izmantot, lai iezvanītu drošu sakaru nesēju, pa kuru var nosūtīt ziņojumus. Papildu plānos ietilpst blokķēdes ID saistīšana ar šīm kvantu drošajām adresēm, ko sauc par XMSS darījumiem.
Ir arī esošās kriptovalūtas, kuras plāno pēckvantu kriptogrāfiju. IOTA, Viena no lielākajām monētām tirgū izmanto Winternitz OTS vai Lamport Signatures, lai pasargātu savus parakstus no kvantu analīzes. Vienīgais jautājums ir tas, ka katru adresi var izmantot tikai vienu reizi.
IOTA patentētais protokols Tangle pretin intuitīvi faktiski paātrina tīklu, jo ierodas vairāk lietotāju. IOTA virzītais acikliskais grafiks, kas atšķiras no blokķēdes, ir ievērības cienīgs jauns notikums kriptonauda tehnoloģijā. Šajā tīklā darījuma sūtītājam jāpārbauda divi citi darījumi. Tas ir aizraujoši jauns protokols un ir vērts lasīt.
Kāda ir Blockchain drošības prognoze?
Ne pārāk satraucoši, par laimi.
Jā, kvantu skaitļošana potenciāli var izraisīt katastrofu kriptonauda, bet nozare jau sāk ieročus pret šiem draudiem. Abu tehnoloģiju mūžs vēl ir ļoti agrs, un tas pat var palīdzēt viņiem abiem kopumā, ja viņi sacenšas plecu pie pleca. Nenovēršamā kvantu datoru ierašanās liek šifrēšanas un kriptovalūtas ekspertiem tai sagatavoties, kas tikai uzlabo tā iespējas un izdzīvošanas iespējas.
Tad atbilde ir tāda, ka jums nav jākrīt panikā. Var gadīties, ka kvantu skaitļošana uzvar, bet kriptogrāfijas un kriptovalūtas ekspertu preventīvie centieni izskatās daudzsološi. Manuprāt, nešķiet, ka kvantu skaitļošana iznīcinās tirgu. Blockchain raksturīgā vērtība tik daudzās nozarēs ir svētība, kas jāuzņemas ar abām rokām. Ir grūti iedomāties, ka kāds vēlas to atlaist. Šķiet ticams, ka zināma aizsardzība pret kvantu skaitļošanu tiks atklāta vai izgudrots neilgi.
Ja jums ir savas domas par kvantu skaitļošanu, blokķēdes drošību vai monētām, kas risina postkvantu kriptogrāfijas problēmu, lūdzu, informējiet mūs par to zemāk esošajos komentāros.