Longread за реализма на квантовата заплаха за криптовалутите и проблемите на „пророчеството за 2027 г.“

Слуховете упорито продължават да циркулират във форумите за криптовалута и чатовете в телеграми, че причината за скорошния значителен спад в курса на BTC е новината, че Google е постигнал квантово надмощие. Тази новина, първоначално публикувана на уебсайта на НАСА и по-късно разпространено от The Financial Times, случайно съвпадна с внезапен спад в мощността на биткойн мрежата. Мнозина предположиха, че това съвпадение означава хак и е накарало търговците да изхвърлят доста биткойни. Казват, че поради това курсът на монетата е бил наводнен от около 1500 „мъртви американски президенти“. Слухът упорито отказва да умре и се подхранва от твърдото убеждение на обществото, че развитието на квантовите изчисления е гарантираната смърт на блокчейните и криптовалутите.

Основа за подобни твърдения беше работата, резултатите от която бяха споделени през 2017 г arxiv.org/abs/1710.10377 екип от изследователи, които изследваха проблема с „квантовата заплаха“. Според тях по-голямата част от крипто протоколите, които позволяват транзакции в разпределени регистри, са уязвими за мощни квантови компютри. Анализирах информацията, публикувана в мрежата по отношение на т.нар. „квантова уязвимост на блокчейните като цяло и на криптовалутите в частност. Следват резултатите от анализа и сравнението на съществуващите факти за възможността за успешна атака срещу биткойн.

Няколко думи за квантовите компютри и квантовото превъзходство

Всеки, който знае какво е квантов компютър, кюбит и квантово надмощие, може спокойно да премине към следващия раздел, защото няма да намери нищо ново тук.

Така че, за да разберете приблизително заплахата, която хипотетично може да дойде от квантовите компютри, трябва да разберете какво представляват тези устройства. Квантовият компютър е предимно аналогова изчислителна система, която използва физическите явления, описани от квантовата механика, за обработка на данни и предаване на информация. По-точно, квантовите компютри се използват за изчисления квантова суперпозиция и квантово заплитане.

Благодарение на използването на квантови явления в изчислителните механизми, компютърните системи са способни да извършват отделни операции десетки и стотици хиляди и на теория милиони пъти по-бързо от класическите компютри (включително суперкомпютри). Тази производителност за определени изчисления се дължи на използването на кубити (квантови битове).

Кубит (квантов бит или квантов разряд) е най-малкият съществуващ елемент за съхраняване на информация в квантов компютър. Като малко, кюбитът позволява

„две собствени състояния, обозначени като {displaystyle |0rangle }|0rangle и {displaystyle |1rangle }|1rangle (нотация на Дирак), но могат да бъдат и в тяхната суперпозиция, тоест в състоянието {displaystyle A|0rangle +B|1rangle } { displaystyle A|0rangle +B|1rangle }, където {displaystyle A}A и {displaystyle B}B са комплексни числа, отговарящи на условието {displaystyle |A|^{2}+|B|^{2}=1}| A |^{2}+|B|^{2}=1.“

(Nielsen M., Chang I. Квантово изчисление и квантова информация)

Ако сравним класически бит, който съдържа 0 или единица, с кубит, тогава битът е абстрактно обикновен ключ, който има две позиции „включено“ и „изключено“. При такова сравнение кубитът ще бъде нещо подобно на контрол на силата на звука, където "0" е тишина, а "1" е максималната възможна сила на звука. Регулаторът може да заеме всяка позиция от нула до единица. В същото време, за да се превърне в пълноценен модел на кубит, той трябва да симулира и колапса на вълновата функция, т.е. по време на всяко взаимодействие с него, например, гледайки го, регулаторът трябва да се премести в една от крайните позиции, т.е. “0” или “1”.

Всъщност всичко е малко по-сложно, но ако не навлизате в плевелите, тогава благодарение на използването на суперпозиция и заплитане, квантовият компютър ще може да съхранява и управлява колосални (за сега) обеми информация . В същото време той ще изразходва значително по-малко енергия за операции от класическите компютри. Благодарение на разчитането на явленията на квантовата механика ще бъде осигурен паралелизъм на изчисленията (когато за получаване на валиден резултат не е необходимо да се анализират всички варианти на потенциални състояния на системата), което ще осигури свръхвисока производителност с минимална консумация на енергия.

В момента в света са създадени няколко модела обещаващи квантови компютри, но нито един от тях не е надминал производителността на най-мощните създадени класически суперкомпютри. Създаването на такъв квантов компютър би означавало постигане на квантово надмощие. Смята се, че за да се постигне същото квантово превъзходство, е необходимо да се създаде 49-кубитов квантов компютър. Точно такъв компютър беше обявен през септември на уебсайта на НАСА в публикация, която бързо изчезна, но предизвика много шум.

Хипотетична опасност за блокчейн

Развитието на квантовите изчисления и квантовата информационна наука, както и активното отразяване на тази тема в медиите, провокира слухове, че голямата изчислителна мощност може да се превърне в заплаха за разпределените регистри, криптовалутите и по-специално за биткойн мрежата. Редица медии, предимно ресурси, обхващащи теми за криптовалута, ежегодно публикуват информация, че квантовите компютри скоро ще могат да унищожат блокчейни. Авторите на изследване от университета Корнел научно обосноваха хипотетичната възможност за успешна атака от квантов компютър в биткойн мрежата. който публикува тези данни на avix.org. Именно на базата на тази публикация са създадени повечето статии за „Пророчество 2027“.

При създаването на криптовалути една от основните цели е защитата им от фалшифициране на данни (например при потвърждаване на плащане). В момента използването на криптография и разпределен регистър се справя доста добре с тази задача. Данните за транзакциите се съхраняват в блокчейна, като копията на данните се разпространяват между милиони участници в мрежата. В тази връзка, за да промените данните в мрежата с цел пренасочване на транзакция (открадване на плащане), е необходимо да се повлияе на всички блокове, а това е невъзможно без потвърждението на милиони потребители. ниво на неизменност на данните, блокчейнът е надеждно защитен, включително от квантови изчисления.

Само портфейлът на потребителя може да бъде проблематичен и уязвим. Това се дължи на факта, че в обозримо бъдеще мощността на квантовия компютър може да е достатъчна, за да разбие 64-цифрени частни ключове и това е единствената хипотетично реална възможност за каквато и да е заплаха от квантовите изчисления.

За реалността на заплахата

Първо, трябва да разберете на какъв етап са разработчиците на квантовите компютри и кои от тях наистина са способни да разбият 64-цифрен ключ. Например Владимир Гисин, доцент във Финансовия университет към правителството на Руската федерация, каза, че блокчейн биткойн може да бъде хакнат в свят, в който съществуват 100-кубитови квантови компютри. В същото време дори съществуването на 49-кубитов квантов компютър, за който се твърди, че е разработен от Google, не е потвърдено.

В момента няма надеждни прогнози за това кога изследователите ще постигнат квантово надмощие, още по-малко кога ще се появят 100-кубитови квантови компютри. Нещо повече, понастоящем квантовите изчислителни системи са способни незабавно да решават само ограничен набор от високоспециализирани проблеми. Адаптирането им за хакване на каквото и да било ще отнеме години и вероятно дори десетилетия развитие.

Джефри Тъкър също смята, че заплахата за биткойн и други криптовалути от квантовите компютри е преувеличена и той обоснова своята гледна точка в работа „Заплахата за биткойн от квантовите изчисления.“ Освен всичко друго, Тъкър прави заключения въз основа на работата на квантовия физик от университета Макуори в Сидни, д-р Гавин Бренън. Австралийският физик е основателно убеден, че:

„Като се има предвид нивото на наличната в момента квантова изчислителна мощност, негативните сценарии са невъзможни.“

цитат според forklog.
Бренен вярва, че текущата квантова инфраструктура има сравнително ниска скорост на квантовата врата в сравнение с това, което е необходимо за кракване на криптографски ключ.

Също така е важно да се разбере, че когато оценяват квантовата заплаха за блокчейните, включително BTC, изследователите използват данни за текущото им състояние. Тези. те оценяват риска съществуващите днес ключове да бъдат компрометирани от устройства, които ще се появят след 10, 15 и може би 50 години.

През 2017 г. директорът по защита на данните на IBM Нев Зюних каза, че мерките за защита срещу рисковете, свързани с квантовите изчисления, трябва да бъдат разработени днес. Това твърдение беше чуто и в момента се развива активно постквантова криптография, който вече е разработил методи за защита на блокчейн от квантови атаки.

Най-забележителните методи за защита на блокчейна от все още хипотетичната квантова заплаха бяха използването на еднократен Цифров подпис Lamport/Winternitz, както и използването подписи и дърво Меркла.

Съоснователят на компанията за инфраструктурен добив BitCluster Сергей Арестов е убеден, че съществуващите методи на нова пост-квантова криптография ще отхвърлят всички усилия за квантов хак на блокчейна през следващите 50 години. Крипто-предприемачът даде примери за проекти, които вече отчитат рисковете, свързани с разработването на квантови компютри:

„Днес вече има проекти като Quantum-Resistant Ledger, който използва алгоритъма за еднократен подпис на Winternitz и дървото Merkle, както и квантово-устойчивите блокчейни IOTA и ArQit. Вероятно е, че докато има дори намеци за създаване на нещо, способно да хакне ключовете на биткойн или етер портфейли, тези монети също ще бъдат защитени от квантово изчисление, една от обещаващите технологии.

Като заключение

След като анализирахме горното, можем уверено да кажем, че квантовите компютри в обозримо бъдеще не представляват сериозна заплаха за криптовалутите и блокчейните. Това важи както за новосъздадени системи, така и за съществуващи. Опасността от хакване на разпределени регистри и децентрализирани валути трябва да се възприема по-скоро като теоретична възможност (провокираща създаването на по-сигурни системи), отколкото като някакъв реален начин.

Проблемите, които изравняват вероятността, са следните:

• „суровостта“ на квантовите изчисления и необходимостта от адаптирането им за съответните операции;
• недостатъчна изчислителна мощност в близко бъдеще („квантовото надмощие“ като такова не гарантира, че 64-цифрен ключ може да бъде разбит);
• използване на постквантова криптография за защита на блокчейна.

Ще съм благодарен за мнения и оживена дискусия в коментарите и участие в анкетата.

Важно!

Криптоактивите, включително биткойните, са изключително нестабилни (техният обменен курс се променя често и драстично), обменните спекулации оказват силно влияние върху промените в техния обменен курс. Следователно всяка инвестиция в криптовалута - това е сериозен риск. Горещо бих препоръчал инвестиране в криптовалути и копаене изключително на онези хора, които са толкова добре, че ако загубят инвестициите си, няма да почувстват социалните последици. Никога не инвестирайте последните пари, целеви значителни спестявания, ограничени семейни активи в каквото и да било, включително криптовалути.

Използвано снимково съдържание, както и снимки от тази страница.

В анкетата могат да участват само регистрирани потребители. Впиши се, Моля те.

Смятате ли, че квантовите компютри ще се превърнат в реална заплаха за криптовалутите и блокчейните след 10 години?

• да, авторът и експертите подценяват скоростта на развитие на технологиите

• не, но след 15 години ще представляват сериозна опасност

• не, трябва да отнеме много повече време

• да, разузнавателните служби и рептилите отдавна разполагат с квантов суперкомпютър, способен да хакне всеки блокчейн

• трудно прогнозируеми, няма достатъчно надеждни данни за прогноза

98 потребители гласуваха. 17 потребители се въздържаха.

Източник: www.habr.com