Kripto benimseme konusunda ekonomik modeller çalıştırmak için kuantum hesaplama

Pek çok açıdan, ikili 1'leri ve 0'ları temsil etmek için elektrik yükü yerine atomik "dönmeyi" kullanan kuantum hesaplama (QC), üstel bir hızla gelişiyor. Kalite kontrol geniş ölçekte hayata geçirilirse, diğer faydaların yanı sıra mahsul veriminin artırılmasına, daha iyi ilaçların tasarlanmasına ve daha güvenli uçakların üretilmesine yardımcı olarak insan toplumu için bir nimet olabilir. 

Kripto sektörü de kâr edebilir. Örneğin geçen hafta, Kanada Bankası tarafından görevlendirilen bir proje, Kanadalı finans kuruluşları arasında kripto para biriminin benimsenmesini simüle etti. kuantum hesaplamayı kullanma. 

Kanada Bankası veri bilimi direktörü Maryam Haghighi bir basın açıklamasında, "Kuantum hesaplamanın gücünü, klasik hesaplama tekniklerini kullanarak çözülmesi zor bir araştırma vakasında test etmek istedik" dedi. 

Ancak diğerleri, olağanüstü "kaba kuvvet" gücü göz önüne alındığında kuantum hesaplamanın, Bitcoin'e hizmet eden blockchain'in kriptografik yapısını da kırabileceğinden endişe ediyor (BTC) kurulduğu günden bu yana çok iyi. Gerçekten de bazıları, herhangi bir karşı önlemin geliştirilmediği varsayılarak, kuantum bilgisayarların BTC özel anahtarının temel bileşenleri olan muazzam asal sayıları tanımlamasının yalnızca bir zaman meselesi olduğunu söylüyor. 

Bu doğrultuda yakın zamanda yayınlanan bir makale hesaplanmış Bir BTC özel anahtarını kopyalamak için ne kadar kuantum gücüne ihtiyaç duyulacağı, yani makalenin yazarlarının açıkladığı gibi "Bitcoin ağındaki anahtarların 256 bitlik eliptik eğri şifrelemesini kırmak için gereken fiziksel kübit sayısı". Sussex Üniversitesi ile bağlantılı. 

Elbette bu kolay bir iş olmayacaktır. Bitcoin'in genel anahtarları özel anahtarlara dönüştüren algoritması "tek yönlüdür"; bu, özel bir anahtardan genel bir anahtar oluşturmanın kolay olduğu, ancak günümüz bilgisayarlarını kullanarak bir genel anahtardan özel bir anahtar türetmenin neredeyse imkansız olduğu anlamına gelir. 

Ek olarak, tüm bunların yaklaşık 10 dakika içinde yapılması gerekir; bu, bir genel anahtarın Bitcoin ağında açığa çıktığı veya savunmasız olduğu ortalama süre kadardır. Ayrıca, genel anahtarın BTC adresiyle aynı olduğunu varsayar; Bitcoin'in ilk günlerinde, BTC adresleri oluşturmak için genel anahtarları "karmalamak" amacıyla KECCAK algoritmasını kullanmanın yaygın bir uygulama haline gelmesinden önceki çoğu zaman olduğu gibi. Mevcut Bitcoin'in yaklaşık dörtte birinin karmalanmamış genel anahtarlar kullandığı tahmin ediliyor.

Bu kısıtlamalar göz önüne alındığında yazarlar, 1.9 dakika içinde tek bir Bitcoin özel anahtarına nüfuz etmek için 10 milyar kubitin gerekli olacağını tahmin ediyor. Qubitler veya kuantum bitleri, klasik hesaplamadaki "bitlerin" analogudur. Karşılaştırıldığında, günümüzün çoğu proto-QC bilgisayarı 50-100 kübit toplayabilir, ancak IBM'in son teknoloji ürünü Eagle kuantum işlemcisi 127 kübiti yönetebilir. 

Başka bir deyişle, AVS Quantum Science makalesinde önerildiği gibi, Bitcoin'in güvenliğini büyük ölçekli tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayarı kullanarak kırmak için gereken 127 milyar kübite karşı 1.9 kübit demektir.

Sussex Üniversitesi'nin yan kuruluşu Universal Quantum'un kuantum mimarı ve makalenin baş yazarı Mark Webber, şuraya, "Tahmini gereksinimimiz […], Bitcoin'in şimdilik bir kuantum saldırısına karşı güvenli sayılması gerektiğini öne sürüyor, ancak kuantum hesaplama teknolojileri, bu tür tahminleri etkileyen düzenli atılımlarla hızla ölçekleniyor ve bunları önümüzdeki 10 yıl içinde çok olası bir senaryo haline getiriyor." 

Tehdit gerçek mi?

Bitcoin'in güvenliği gerçekten kırılmış olabilir mi? Japonya'nın Ritsumeikan Üniversitesi'nden makine mühendisliği profesörü Takaya Miyano, Cointelegraph'a şunları söyledi: "Kuantum bilgisayarların kripto para birimini kırabileceğini düşünüyorum." "Ancak bu birkaç yıl içinde değil, 10-20 yıl içinde."

Miyano yakın zamanda büyük ölçekli kuantum bilgisayarlardan gelen saldırılara dayanacak şekilde tasarlanmış kaos tabanlı bir akış şifresi geliştiren bir ekibe liderlik ediyor.

Geçen yıl Cointelegraph'ta yazan David Chaum da alarmı çalmıştı: sadece kripto için değil ancak daha geniş toplum için de:

“İnternete bu kadar bağımlı olan bir toplum için belki de en korkutucu olanı, kuantum düzeyindeki bilişimin tüm dijital altyapılarımızı riske atmasıdır. Çağdaş internetimiz, özel iletişimi ve verilerin depolanmasını güvence altına almak için kodların ve anahtarların kullanılması anlamına gelen kriptografi⁠ üzerine inşa edilmiştir.

Bu arada, Bitcoin ve Ether gibi kripto para birimleri için (ETH), "Bu kavramın temel olduğu kişiler için, yeterince güçlü bir kuantum bilgisayarı, milyarlarca dolarlık değerin çalınması veya tüm bir blok zincirinin tamamen yok edilmesi anlamına gelebilir" diye devam etti Chaum.

Danışmanlık firması Deloitte, "kuantum saldırısına karşı potansiyel olarak savunmasız" olan 4 milyondan fazla BTC'nin bulunduğunu belirtti. tahminleri, karma hale getirilmemiş genel anahtarları kullanan veya BTC adreslerini yeniden kullanan sahiplerden oluşan bir sayı, başka bir akıllıca olmayan uygulama. Mevcut piyasa fiyatlarında bu, yaklaşık 171 milyar dolarlık risk anlamına geliyor. 

Son: Asimetrik bilgi kriptonun vahşi fiyat dalgalanmalarını mı yönlendiriyor?

Deloitte Hollanda'da kuantum güvenliği lideri ve Dünya Ekonomik Forumu'nda proje üyesi olan Itan Barmes, "Kişisel olarak, şu anda kuantum bilgisayarların BTC'nin şifrelemesini kırmadan önce alacağı süre hakkında iyi bir tahminde bulunamadığımızı düşünüyorum". Cointelegraph'a söyledi. Ancak bugün birçok uzman 10-15 yıl tahmininde bulunduğunu söyledi. Bu tahminlerin çoğu da şifrelemenin zaman kısıtlaması olmaksızın kırılmasına yöneliktir. Hepsini 10 dakika içinde yapmak daha zor olacaktır.

Yalnızca Bitcoin değil, diğer kripto para birimleri de savunmasız olabilir; bunlar arasında hisse kanıtı (PoS) doğrulama mekanizmalarına sahip olanlar da vardır; Bitcoin bir iş kanıtı (PoW) protokolü kullanır. Fizikçi ve New York Üniversitesi'nden Tim Byrnes'in kuantum araştırma grubunun üyesi Marek Narozniak, Cointelegraph'a şunları söyledi: "Blockchain protokolü genel anahtarları yeterince uzun bir süre açığa çıkarırsa, kuantum saldırıları altında otomatik olarak savunmasız hale gelir." "Bu, bir saldırganın PoS sistemleri için sahte işlemler yapmasına veya blok üreticilerinin kimliğini taklit etmesine olanak tanıyabilir." 

Hazırlanma zamanı

Görünüşe göre kripto endüstrisinin potansiyel bir kalite kontrol saldırısına hazırlanmak için yaklaşık on yılı var ve bu çok önemli. Narozniak şunları kaydetti:

“Kuantum güvenli kriptografi standartlarını geliştirmek ve şu anda kullanılan blockchain protokollerine uygun çatallar oluşturmak için fazlasıyla zaman var.”

Deloitte'tan Barmes, kuantum sonrası kriptografinin hackerları 10 dakika sınırı aşılmadan önce engellemek için zamanında geliştirileceğinden emin olup olmadığı sorulduğunda, daha yeni bir makaleye atıfta bulundu: birlikte kaleme İki tür saldırıyı tanımlayan Ethereum blok zincirine yönelik kuantum riskleri üzerine bir makale: depolama saldırısı ve geçiş saldırısı. İlkinin "uygulanması daha az karmaşıktır, ancak buna karşı savunma yapmak için mutlaka şifreleme algoritmasını değiştirmeniz gerekmez." Öte yandan Cointelegraph'a şunları söyledi:

"Geçiş saldırısının gerçekleştirilmesi çok daha zor ve buna karşı korunmak da çok daha zor. Kuantum saldırılarına karşı dayanıklı olduğuna inanılan bazı aday algoritmalar bulunmaktadır. Ancak hepsinin blockchainin uygulanabilirliğine ve ölçeklenebilirliğine zarar verebilecek performans dezavantajları var.”

Kol yarışı mı?

O halde bu alanda ortaya çıkan şey bir tür silahlanma yarışı gibi görünüyor; bilgisayarlar güçlendikçe, tehdide karşı koymak için savunma algoritmalarının geliştirilmesi gerekecek. 

Narozniak, "Bu genel model bizim için aslında yeni bir şey değil" dedi. "Bunu diğer sektörlerde de görüyoruz" Yenilikler tanıtılır ve diğerleri bunları çalmaya çalışır, böylece korsanlığa karşı koruma mekanizmaları geliştirilir ve bu da daha akıllı hırsızlık cihazlarını teşvik eder. 

"Bu kuantum güvenli kriptografi vakasını biraz farklı kılan şey, kuantum algoritmalarının daha ciddi bir değişiklik dayatmasıdır. Sonuçta bu cihazlar farklı fiziğe dayanıyor ve belirli problemler için farklı hesaplama karmaşıklığı sunuyorlar" diye ekledi Narozniak.

Aslında QC, bir elektronun veya atom parçacığının aynı anda iki durumda olabildiği esrarengiz bir kuantum mekaniği kalitesinden yararlanır. Klasik hesaplamada, bir elektrik yükü bilgiyi 0 veya 1 olarak temsil eder ve bu sabittir, ancak kuantum hesaplamada bir atomik parçacık hem 0 hem 1, hem 1 hem 1 ya da hem 0 hem de 0 olabilir. Bu benzersiz kaliteden yararlanılabilirse, bilgi işlem gücü birçok kez patlar ve QC'nin gelişimi, Shor'un algoritmasıyla birleştiğinde (ilk olarak 1994'te teorik bir olasılık olarak tanımlandı, ancak çoğu kişi yakında geniş kapsamlı bir gerçekliğe dönüşeceğine inanıyor) aynı zamanda tehdit oluşturuyor. Web siteleri ve e-posta dahil internetin çoğunda kullanılan RSA şifrelemesini parçalamak için. 

Miyano, Cointelegraph'a "Evet, bu çok zorlu ve heyecan verici bir silah yarışı" dedi. “Bilgisayarlardaki ilerlemeler ve makinelerde çalışan matematiksel algoritmalar sayesinde, yan kanal saldırıları da dahil olmak üzere kripto sistemlere yönelik saldırılar giderek daha güçlü hale geliyor. İnanılmaz derecede güçlü bir algoritmanın ortaya çıkması nedeniyle herhangi bir kripto sistemi aniden bozulabilir.

Finansal ilişkilerin simülasyonu 

Ancak kuantum hesaplamanın kripto sektörü üzerindeki etkisinin tamamen zararlı olacağı varsayılmamalı. Bank of Canada'da yukarıda bahsedilen programı yöneten Multiverse Computing'in baş teknoloji sorumlusu Samuel Mugel, pilot uygulamada bir firmanın alabileceği kararların farklı olduğu bir finansal ilişkiler ağını simüle edebildiklerini açıkladı. diğer firmaların kararlarına büyük ölçüde bağımlıdır ve Cointelegraph'a şunları açıklıyor:

"Bunun gibi oyun teorisi ağlarını normal süper bilgisayarların çözmesi çok zordur çünkü daha optimal davranışlar gözden kaçabilir. Kuantum bilgisayarların bu tür problemlerle daha verimli bir şekilde başa çıkma yolları var."

Narozniak, kuantum mekaniğini temel alan cihazların potansiyel olarak başka benzersiz olanaklar sunduğunu da sözlerine ekledi: "Örneğin, klasik durumların aksine kuantum durumları kopyalanamaz. Eğer dijital tokenler kuantum durumları kullanılarak temsil edilseydi, klonlamama teoremi onları otomatik olarak çifte harcamaya karşı koruyacaktı.”

Son: Enflasyonun battığı ülkelerde kripto paranın geleceği olarak görülüyor

Narozniak, kuantum dolaşmanın kuantum akıllı sözleşmeleri güvence altına almak için de kullanılabileceğini söyledi. “Sözleşmenin yürütülmesi sırasında tokenlar karışabilir ve akıllı sözleşme kararlaştırıldığı gibi yürütülmezse her iki tarafı da nihai kayıplara karşı savunmasız hale getirebilir.”

Kuantum sonrası kriptografiyi geliştirmek

Sonuç olarak, kuantum hesaplamanın kripto evrenine yönelik tehdidi gerçek gibi görünüyor, ancak kriptonun temelindeki kriptografiyi ihlal etmek için muazzam bir güç gerekecek ve bilgisayar korsanlarının aynı zamanda katı zaman kısıtlamaları altında çalışmaları gerekecek - BTC özel anahtarına sızmak için yalnızca 10 dakikaları var. örneğin. Bitcoin'in eliptik eğri şifrelemesinin kuantum hesaplama kullanılarak kırılması gerçeği de en az on yıl uzakta. Ancak sektörün caydırıcı önlemleri geliştirmeye şimdiden başlaması gerekiyor. Barmes, "Zamanında hazır olmamız gerektiğini söyleyebilirim ancak bunun üzerinde ciddi şekilde çalışmaya başlamamız gerekiyor" dedi.

Berkeley Kaliforniya Üniversitesi bilgisayar bilimleri bölümünden profesör Dawn Song, Cointelegraph'a şunları söyledi: Aslında şu anda "kuantum sonrası kripto konusunda önemli miktarda araştırma yapılıyor" ve şunları ekledi:

"Kuantum dirençli veya kuantum sonrası kriptografi geliştirmemiz önemlidir, böylece kuantum bilgisayarları gerçekte yeterince güçlü olduğunda alternatifleri hazır hale getirebiliriz."