Quantum Computing | Bitcoin’s Doomsday Maker

Statlig inngripen, dårlig brukervennlighet, høye nettverksgebyrer – hvilken av disse utgjør den viktigste trusselen mot Bitcoin? Svaret kan være ingen av dem.

Selv om Bitcoin-nettverket er utrolig sikkert under den nåværende tilstanden til datamaskiner, er det en enda større trussel som truer overhead. Kvantumaskiner har potensial til å gjøre Bitcoins sikkerhetstiltak foreldet, og effektivt ødelegge den en gang dominerende kryptovalutaen.

Hva er Quantum Computing?

Enkelt sagt, en kvantecomputer er en superdatamaskin holdt ved nesten absolutte null temperaturer (-459,67 ° F). Ved denne temperaturen virker de subatomære partiklene i datamaskinens prosessor på måter som ikke er mulig under normale forhold.

I motsetning til hva mange tror, ​​er ikke kvantedatamaskiner nødvendigvis raskere enn tradisjonelle. Så dessverre vil de ikke forbedre hastigheten på Netflix-strømmen din.

Men kvanteavvikene som oppstår ved frysende temperaturer gjøre gjøre dem i stand til å utføre beregninger som teoretisk er umulige for vanlige datamaskiner å utføre i en akseptabel tidsramme. Noen brukstilfeller av disse beregningene inkluderer simulering av molekyler, proteinfolding og logistikkoptimalisering.

Men hvordan oppnår en kvantecomputer akkurat dette?

Quantum Computing infographic

Inne i en kvantecomputer. Kreditt: IBM Research

Superposisjonering og vikling

Kvantumaskiner har to egenskaper som gir dem muligheten til å utføre komplekse beregninger med en effektiv hastighet. Den første er superposisjonering.

Tradisjonelle datamaskiner lagrer informasjon som en serie på 0 og 1. Kvantumdatamaskiner lagrer derimot dataene sine ved hjelp av et sett med qubits – superposisjoner på 0 og 1. Qubits eksisterer effektivt i to stater samtidig.

Når du kobler disse qubits til et system, vokser antall stater eksponentielt. En qubit har to stater, to har fire stater, fire har åtte, og så videre. Antall stater følger direkte ligningen:

antall stater = 2n hvor “n” er antall qubits.

Den andre egenskapen til kvantecomputere er forvikling. Når to qubits er viklet inn i hverandre, vil måling av verdien til en qubit automatisk også fortelle deg verdien til den andre qubit. Å knytte sammen alle superposisjonerte qubits på en kvantecomputer vil gi deg alle mulige tilstander involvert.

Hvordan påvirker kvanteberegning Bitcoin?

Kvantumaskiner er svært dyktige til å løse kryptografiske beregninger. For å fullt ut forstå trusselen som dette utgjør for Bitcoin (og andre kryptovalutaer), bør vi først vaske offentlige nøkler, private nøkler, og hvordan Bitcoin knytter de to sammen.

En rask Bitcoin-forfriskning

Hver Bitcoin-lommebok har en privat nøkkel og en offentlig nøkkel. Den offentlige nøkkelen er lommebokadressen du mottar penger til, og den opprettes fra din private nøkkel. Din private nøkkel er faktisk “passordet” du trenger for å sende penger.

For å sende midler, spesielt bitcoin, signerer du hver transaksjon ved hjelp av en elliptisk kurvesignaturordning. Denne ordningen beviser for andre at du eier den private nøkkelen uten å måtte kringkaste hva det er. Matematikken bak denne ordningen gjør det også enkelt å lage en offentlig nøkkel fra en privat mens du gjør det motsatte.

Det kan imidlertid endres snart med kvantecomputere.

Kvanteberegninger

En vanlig misforståelse: Én kvantecomputer kunne gi nok hashkraft til å utføre et 51% angrep på Bitcoin-nettverket.

Virkeligheten: ASIC gruvearbeidere er, og vil være i minst ti år, mye mer effektive i gruvedrift enn kvantecomputere. Det er liten eller ingen risiko av en kvantecomputer som saboterer Bitcoin-nettverket gjennom et 51% -angrep. Den virkelige trusselen ligger i at kvantecomputere kan avlede private nøkler fra nettverkets offentlige nøkler.

Ineffektiviteten til dagens datamaskiner holder de private nøklene som elliptiske kurvesignaturer genererer relativt trygge. Det ville ikke være verdt tiden eller ressursene å gjette private nøkler gjennom brutal kraft.

En tradisjonell datamaskin må utføre 2 ^128 eller 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 grunnleggende operasjoner å utlede en privat Bitcoin-nøkkel fra en offentlig adresse.

Imidlertid bruker Shors algoritme, en betydelig stor kvantecomputer trenger bare 128 ^3 eller 2097 152 operasjoner å finne ut en privat nøkkel. Det er flere størrelsesordener mindre, noe som gjør oppgaven med å finne ut viktige forhold en mulighet.

Hvor skrudd er Bitcoin?

Den gode nyheten: Bitcoin bør ha det bra. Kvantumaskiner som er effektive nok til å beregne Bitcoins nøkkelforhold er fortsatt mange år ute. Og løsninger er ikke så kompliserte som de kan virke.

Engangsadresser

Den enkleste, men ikke så gjennomførbare løsningen, er å bare bruke hver Bitcoin-adresse en gang. Når du følger denne fremgangsmåten, er den offentlige adressen din bare synlig fra det tidspunktet du initierer transaksjonen din, til den går inn i en blokk. Folk endrer sjelden adressen med hver transaksjon.

Endring av signaturalgoritme

Den anbefalte løsningen er å endre Bitcoin offentlig nøkkelalgoritme fra elliptiske kurvesignaturer til en algoritme som er kvantresistent.

Lamport signaturer er et vanlig forslag til erstatning. Disse signaturene er imidlertid mye større enn deres kolleger med elliptisk kurve, (omtrent 169 ganger større). Denne størrelsesforskjellen hindrer skalerbarhet, selv med implementeringen av Lightning Network.

I tillegg har Lamport signaturnøkler fortsatt en begrenset mengde bruk før du trenger å opprette et nytt nøkkelpar. Dette tallet kan til og med være så lavt som én gang.

Med enhver endring av den offentlige nøkkelalgoritmen, må du også myke fork Bitcoin og få alle brukere til å overføre pengene sine til den nye adressetypen. Eventuelle midler som blir etterlatt vil være i fare for tyveri.

Ny kryptovaluta

Noen lag bygger ut kryptovalutaen deres med tanke på kvantemotstand.

IOTA, bruker for eksempel engangs Winternitz-signaturer for å lage nøkkelpar. Denne strategien gjør adresser ubrukelige nesten øyeblikkelig etter at du har sendt penger, og etterlater adressen din utsatt for kvanteangrep i noen sekunder.

De Nexus teamet annonserer sin 3D-blockchain som den “første virkelig kvantebestandige blockchain.” Den oppdaterer og tilslører nøklene dine etter hver transaksjon med et opplegg teamet kaller “signaturkjeder.”

Nok et prosjekt, Hcash bruker BLISS-signaturer for å forhindre kvanteberegning.

Fremtiden for Quantum Computing & Motstand

Disse prosjektene er imidlertid ikke alene i kampen mot kvanteberegning. Selv om du ikke hører mye om kvantemotstand i forbindelse med andre prosjekter, jobber de fremdeles med det. Ethereum, for en, har forslag som vil muliggjøre forskjellige typer signaturalgoritmer for hver bruker.

Med høytdrevne kvantecomputere som fortsatt er år unna, bør de fleste prosjekter ha god tid til å bygge opp forsvaret. Så du kan hvile lett om natten og vite at Bitcoin burde være her for å bli.

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