Obliczenia kwantowe | Bitcoin’s Doomsday Maker

Interwencja rządu, słaba użyteczność, wysokie opłaty sieciowe – który z nich stanowi największe zagrożenie dla Bitcoina? Odpowiedź może brzmieć żaden z nich.

Chociaż sieć Bitcoin jest niewiarygodnie bezpieczna w obecnym stanie komputerów, istnieje jeszcze większe zagrożenie. Komputery kwantowe mogą sprawić, że środki bezpieczeństwa Bitcoina staną się przestarzałe, skutecznie niszcząc niegdyś dominującą kryptowalutę.

Co to są obliczenia kwantowe?

Mówiąc najprościej, komputer kwantowy to plik superkomputer utrzymywane w temperaturach bliskich zeru absolutnemu (-459,67 ° F). W tej temperaturze cząstki subatomowe w procesorze komputera działają w sposób, który nie jest możliwy w normalnych warunkach.

Wbrew powszechnemu przekonaniu komputery kwantowe niekoniecznie są szybsze od tradycyjnych. Dlatego niestety nie poprawią one szybkości transmisji w serwisie Netflix.

Ale anomalie kwantowe, które występują w ujemnych temperaturach zrobić umożliwiają im wykonywanie obliczeń, które są teoretycznie niemożliwe do wykonania dla zwykłych komputerów w akceptowalnym czasie. Niektóre przypadki użycia tych obliczeń obejmują symulację cząsteczek, zwijanie białek i optymalizację logistyki.

Ale jak dokładnie komputer kwantowy to robi?

Plansza informatyki kwantowej

Wewnątrz komputera kwantowego. Źródło: IBM Research

Superpozycja i splątanie

Komputery kwantowe mają dwie właściwości, które umożliwiają im wykonywanie skomplikowanych obliczeń z wydajną szybkością. Pierwsza to superpozycja.

Tradycyjne komputery przechowują informacje jako serie zer i jedynek. Z drugiej strony komputery kwantowe przechowują swoje dane za pomocą zestawu plików kubity – superpozycje 0 i 1. Kubity istnieją efektywnie w dwóch stanach jednocześnie.

Po połączeniu tych kubitów w systemie liczba stanów rośnie wykładniczo. Jeden kubit ma dwa stany, dwa mają cztery stany, cztery mają osiem i tak dalej. Liczba stanów wynika bezpośrednio z równania:

Liczba stanów = 2n, gdzie „n” to liczba kubitów.

Drugą właściwością komputerów kwantowych jest splątanie. Kiedy dwa kubity są ze sobą splątane, pomiar wartości jednego kubitu automatycznie wskaże również wartość drugiego kubitu. Splątanie wszystkich nałożonych na siebie kubitów komputera kwantowego da ci każdy możliwy stan.

W jaki sposób obliczenia kwantowe wpływają na bitcoiny?

Komputery kwantowe są wyjątkowo zdolne do rozwiązywania obliczeń kryptograficznych. Aby w pełni zrozumieć zagrożenie, jakie stwarza to dla Bitcoin (i innych kryptowalut), powinniśmy najpierw ponownie zhasować klucze publiczne i prywatne oraz sposób, w jaki Bitcoin łączy te dwa elementy razem.

Szybkie odświeżenie Bitcoin

Każdy portfel Bitcoin ma klucz prywatny i klucz publiczny. Twój klucz publiczny to adres portfela, na który otrzymujesz środki, utworzony na podstawie Twojego klucza prywatnego. Twój klucz prywatny to faktycznie „hasło” potrzebne do przesyłania środków.

Aby wysłać środki, w szczególności bitcoiny, podpisujesz każdą transakcję za pomocą schematu podpisu krzywej eliptycznej. Ten schemat udowadnia innym, że jesteś właścicielem klucza prywatnego bez konieczności nadawania tego, co to jest. Matematyka stojąca za tym schematem sprawia, że ​​tworzenie klucza publicznego z prywatnego jest łatwe, podczas gdy odwrotność jest prawie niemożliwa.

Może się to wkrótce zmienić w przypadku komputerów kwantowych.

Obliczenia kwantowe

Powszechne nieporozumienie: Jeden komputer kwantowy może zapewnić wystarczającą moc mieszania, aby wykonać 51% atak na sieć Bitcoin.

Rzeczywistość: Górnicy ASIC są i będą przez co najmniej dziesięć lat znacznie wydajniejsi w wydobywaniu niż komputery kwantowe. Jest małe lub żadne ryzyko komputera kwantowego sabotującego sieć Bitcoin poprzez atak 51%. Prawdziwe zagrożenie polega na tym, że komputery kwantowe mogą wyszydzać klucze prywatne z kluczy publicznych sieci.

Nieefektywność dzisiejszych komputerów sprawia, że ​​klucze prywatne generowane przez podpisy krzywych eliptycznych są stosunkowo bezpieczne. Nie warto byłoby poświęcać czasu ani zasobów na odgadywanie kluczy prywatnych przy użyciu brutalnej siły.

Musiałby działać tradycyjny komputer 2 ^128 lub 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 podstawowe operacje aby uzyskać klucz prywatny Bitcoin z adresu publicznego.

Jednak użycie Algorytm Shora, wystarczy, że wystarczy znacznie duży komputer kwantowy 128 ^3 lub 2,097,152 operacji aby znaleźć klucz prywatny. To o wiele rzędów wielkości mniej, co sprawia, że ​​znalezienie kluczowych relacji jest możliwe.

Jak pokręcony jest Bitcoin?

Dobra wiadomość: Bitcoin powinien będzie dobrze. Komputery kwantowe, które są wystarczająco wydajne, aby obliczyć kluczowe relacje Bitcoina, wciąż są stare. A rozwiązania nie są tak skomplikowane, jak mogłoby się wydawać.

Adresy jednorazowe

Najprostszym, ale nie tak wykonalnym rozwiązaniem jest użycie każdego adresu Bitcoin tylko raz. Postępując zgodnie z tą praktyką, Twój adres publiczny jest widoczny tylko od momentu zainicjowania transakcji do momentu wejścia w blok. Jednak ludzie rzadko zmieniają adres przy każdej transakcji.

Zmiana algorytmu podpisu

Zalecanym rozwiązaniem jest zmiana Bitcoinów algorytm klucza publicznego od sygnatur krzywych eliptycznych do algorytmu odpornego na działanie czynników kwantowych.

Podpisy Lamporta są częstą sugestią wymiany. Sygnatury te są jednak znacznie większe niż ich odpowiedniki z krzywą eliptyczną (około 169 razy większe). Ta różnica w rozmiarze utrudnia skalowalność, nawet przy implementacji Lightning Network.

Ponadto klucze podpisu Lamport nadal mają ograniczone zastosowanie, zanim trzeba będzie utworzyć nową parę kluczy. Ta liczba może być nawet tak mała, jak jedno użycie.

Przy każdej zmianie algorytmu klucza publicznego należałoby również dokonać miękkiego rozwidlenia Bitcoin i poprosić wszystkich użytkowników o przeniesienie środków na nowy typ adresu. Wszelkie pozostawione fundusze byłyby zagrożone kradzieżą.

Nowa kryptowaluta

Niektóre zespoły budują swoją kryptowalutę z myślą o odporności kwantowej.

ODROBINA, na przykład używa jednorazowych podpisów Winternitza do tworzenia par kluczy. Ta strategia sprawia, że ​​adresy stają się bezużyteczne niemal natychmiast po wysłaniu środków, pozostawiając Twój adres podatny na atak kwantowy maksymalnie na kilka sekund.

Plik Ogniwo zespół reklamuje swój 3D-blockchain jako „pierwszy prawdziwie kwantowy łańcuch blokowy”. Aktualizuje i zasłania klucze po każdej transakcji za pomocą schematu, który zespół nazywa „łańcuchami podpisów”.

Inny projekt, Hcash stosuje sygnatury BLISS, aby zapobiec obliczeniom kwantowym.

Przyszłość obliczeń kwantowych & Odporność

Jednak te projekty nie są jedynymi w walce z komputerami kwantowymi. Chociaż nie słyszy się zbyt wiele o oporności kwantowej w związku z innymi projektami, wciąż nad tym pracują. Na przykład Ethereum propozycje które umożliwiłyby różne typy algorytmów podpisu dla każdego użytkownika.

Ponieważ komputery kwantowe o dużej mocy są wciąż odległe o wiele lat, większość projektów powinna mieć dużo czasu na zbudowanie swojej obrony. Możesz więc spać spokojnie w nocy, wiedząc, że Bitcoin powinien tu zostać.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map