Защо квантовите компютри не са заплаха за крипто… все още

Квантовото изчисление породи опасения относно бъдещето на криптовалутата и блокчейн технологията през последните години. Например, обикновено се приема, че много сложни квантови компютри един ден ще могат да разбият днешното криптиране, което прави сигурността сериозна загриженост за потребителите в блокчейн пространството.

- Криптографски протокол SHA-256 използван за сигурност на биткойн мрежата, в момента е непробиваем от днешните компютри. Експертите обаче очаквам че в рамките на едно десетилетие квантовите компютри ще могат да пробият съществуващите протоколи за криптиране.

По отношение на това дали притежателите трябва да се притесняват, че квантовите компютри са заплаха за криптовалутата, Йохан Полецак, главен технологичен директор на QAN Platform, блокчейн платформа от ниво 1, каза пред Cointelegraph:

"Определено. Подписите на елиптичните криви – които захранват всички основни блокчейни днес и които са доказано уязвими срещу QC атаки – ще се счупят, което е ЕДИНСТВЕНИЯТ механизъм за удостоверяване в системата. След като се счупи, ще бъде буквално невъзможно да се направи разлика между легитимен собственик на портфейла и хакер, който е фалшифицирал подписа на такъв.”

Ако настоящите криптографски хеш алгоритми някога бъдат разбити, това оставя цифрови активи на стойност стотици милиарди уязвими за кражба от злонамерени участници. Въпреки тези опасения обаче, квантовите компютри все още трябва да извървят дълъг път, преди да се превърнат в реална заплаха за блокчейн технологията. 

Какво е квантово изчисление?

Съвременните компютри обработват информация и извършват изчисления с помощта на „битове“. За съжаление, тези битове не могат да съществуват едновременно на две места и две различни състояния.

Вместо това традиционните компютърни битове могат да имат стойност 0 или 1. Добра аналогия е превключвателят за светлина да се включва или изключва. Следователно, ако има двойка битове, например, тези битове могат да съдържат само една от четирите потенциални комбинации във всеки един момент: 0-0, 0-1, 1-0 или 1-1.

От по-прагматична гледна точка изводът от това е, че е вероятно да отнеме доста време на среден компютър, за да завърши сложни изчисления, а именно тези, които трябва да вземат предвид всяка потенциална конфигурация.

Квантовите компютри не работят при същите ограничения като традиционните компютри. Вместо това те използват нещо, което се нарича квантови битове или „кубити“, а не традиционни битове. Тези кубити могат да съществуват едновременно в състояния 0 и 1.

Както бе споменато по-рано, два бита могат едновременно да съдържат само една от четири възможни комбинации. Въпреки това, една двойка кубити може да съхранява и четирите едновременно. И броят на възможните опции нараства експоненциално с всеки допълнителен кубит.

Последно: Какво означава Ethereum Merge за решенията на ниво 2 на блокчейн

В резултат на това квантовите компютри могат да извършват много изчисления, като същевременно разглеждат няколко различни конфигурации. Например, помислете за 54-кубитов процесор Sycamore които Google разработи. Той успя да завърши изчисление за 200 секунди, което на най-мощния суперкомпютър в света би отнело 10,000 XNUMX години.

С прости думи, квантовите компютри са много по-бързи от традиционните компютри, тъй като използват кубити за извършване на множество изчисления едновременно. Освен това, тъй като кубитите могат да имат стойност 0, 1 или и двете, те са много по-ефективни от двоичната битова система, използвана от настоящите компютри.

Различни видове атаки с квантово изчисление

Така наречените атаки за съхранение включват злонамерена страна, която се опитва да открадне пари, като се фокусира върху податливи блокчейн адреси, като тези, където публичният ключ на портфейла е видим в публична книга.

Четири милиона биткойни (BTC), или 25% от всички BTC, са уязвими на атака от квантов компютър поради собственици, използващи нехеширани публични ключове или повторно използване на BTC адреси. Квантовият компютър трябва да е достатъчно мощен, за да дешифрира частния ключ от нехеширания публичен адрес. Ако частният ключ бъде дешифриран успешно, злонамереният играч може да открадне средствата на потребителя направо от портфейлите му.

Експертите обаче предвидете необходимата изчислителна мощност извършването на тези атаки би било милиони пъти повече от сегашните квантови компютри, които имат по-малко от 100 кубита. Въпреки това, изследователи в областта на квантовите изчисления са предположили, че броят на използваните кубити може достигнат 10 милиона през следващите десет години.

За да се защитят от тези атаки, крипто потребителите трябва да избягват повторно използване на адреси или преместване на средствата си на адреси, където публичният ключ не е публикуван. Това звучи добре на теория, но може да се окаже твърде досадно за обикновените потребители.

Някой с достъп до мощен квантов компютър може да се опита да открадне пари от блокчейн транзакция при транзит, като стартира транзитна атака. Тъй като се прилага за всички транзакции, обхватът на тази атака е много по-широк. Извършването му обаче е по-трудно, защото нападателят трябва да го завърши, преди миньорите да могат да изпълнят транзакцията.

При повечето обстоятелства нападателят разполага с не повече от няколко минути поради времето за потвърждение в мрежи като Bitcoin и Ethereum. Хакерите също така се нуждаят от милиарди кубити, за да извършат такава атака, което прави риска от транзитна атака много по-нисък от атака за съхранение. Въпреки това, това все още е нещо, което потребителите трябва да имат предвид.

Защитата срещу нападения по време на транзит не е лесна задача. За да направите това, е необходимо да превключите основния алгоритъм за криптографски подпис на блокчейна към такъв, който е устойчив на квантова атака.

Мерки за защита срещу квантово изчисление

Все още трябва да се свърши значително количество работа с квантовите изчисления, преди да могат да се считат за надеждна заплаха за блокчейн технологията. 

В допълнение, блокчейн технологията най-вероятно ще се развие, за да се справи с проблема с квантовата сигурност до момента, в който квантовите компютри станат широко достъпни. Вече има криптовалути като IOTA, които използват насочена ациклична графика (DAG) технология, която се счита за квантово устойчива. За разлика от блоковете, които изграждат блокчейн, насочените ациклични графики са съставени от възли и връзки между тях. По този начин записите на крипто транзакциите приемат формата на възли. След това записите на тези обмени се подреждат един върху друг.

Блоковата решетка е друга технология, базирана на DAG, която е квантово устойчива. Блокчейн мрежи като QAN Platform използват технологията, за да позволят на разработчиците да изграждат квантово устойчиви интелигентни договори, децентрализирани приложения и цифрови активи. Решетъчната криптография е устойчива на квантовите компютри, защото се основава на проблем, който квантовият компютър може да не е в състояние да разреши лесно. The име дадено на този проблем е задачата за най-късия вектор (SVP). Математически, SVP е въпрос за намиране на най-късия вектор във високомерна решетка.

Последно: ETH Merge ще промени начина, по който предприятията гледат на Ethereum за бизнеса

Смята се, че SVP е трудно да се реши от квантовите компютри поради естеството на квантовите изчисления. Само когато състоянията на кубитите са напълно подравнени, принципът на суперпозицията може да бъде използван от квантов компютър. Квантовият компютър може да използва принципа на суперпозиция, когато състоянията на кубитите са перфектно подравнени. Все пак трябва да прибягва до по-конвенционални методи за изчисление, когато състоянията не са. В резултат на това е много малко вероятно квантовият компютър да успее да разреши SVP. Ето защо базираното на решетка криптиране е сигурно срещу квантовите компютри.

Дори традиционните организации са предприели стъпки към квантовата сигурност. JPMorgan и Toshiba се обединиха за разработването квантово разпределение на ключовете (QKD), решение, за което твърдят, че е квантово устойчиво. С използването на квантовата физика и криптографията, QKD дава възможност на две страни да търгуват с поверителни данни, като същевременно могат да идентифицират и осуетят всяко усилие на трета страна да подслушва транзакцията. Концепцията се разглежда като потенциално полезен механизъм за сигурност срещу хипотетични блокчейн атаки, които квантовите компютри могат да извършват в бъдеще.