Kami bernasib baik kerana masih hidup hari ini. Kami berada di tengah-tengah pergolakan teknologi yang sangat besar, di mana penemuan dan penemuan kami, yang didorong oleh penyelidikan saintifik yang berfikiran sosial, merangkak ke dalam setiap aspek kehidupan kita. Blockchain adalah salah satu daripada teknologi ini; yang lain seperti pengkomputeran kuantum dan tenaga bersih membuat kemajuan yang sama di mengejar dunia yang lebih baik.

Penemuan saintifik sering mempunyai kaedah saling menguji, dalam sejenis kelangsungan teknologi terkuat. Sebagai contoh, ketika peraturan tenaga bersih mewajibkan pengurangan industri penghasil tenaga tradisional, blockchain mesti merancang penyelesaian untuk mengurangkan penggunaan tenaga sambil meneruskan penciptaan blok baru di rantai ini. Apabila blockchain semakin panjang, sumber elektrik dan pengkomputeran memerlukan peningkatan secara eksponen.

Ancaman Pengkomputeran Kuantum kepada Blockchain

Pengkomputeran kuantum memberi kita kekuatan komputasi yang luar biasa, menjadikan daging cincang daripada masalah yang sukar diselesaikan oleh komputer klasik. Isu paling mendesak di dunia, seperti perubahan iklim, hanya dapat diatasi dengan mesin seperti komputer kuantum. Namun, seperti semua teknologi baru, ia memiliki kekuatan untuk menjadikan ciri-ciri teknologi lain menjadi usang. Teknologi-teknologi ini mesti bermutasi untuk bertahan dan berkembang, atau tidak akan ditinggalkan di halaman sampah teknologi satu-satunya.

Dengan blockchain, pemangsa itu adalah pengkomputeran kuantum. Keselamatan Blockchain berasal dari standard enkripsi yang ditingkatkan, tetapi kekuatan pengkomputeran kuantum membuat para pakar khuatir bahawa penyulitan yang digunakan oleh blockchain akan diatasi dengan mudah oleh pengkomputeran kuantum.

Baru-baru ini, penyelidik dari University of South Wales membina seni bina baru, serupa dengan yang digunakan dalam pemproses hari ini, untuk melakukan pengiraan kuantum. Ini mempunyai implikasi yang signifikan bagi rata-rata orang. Ini bermaksud bahawa teknologi yang sama yang digunakan untuk menjalankan peranti yang anda gunakan hari ini dapat digunakan untuk menjalankan pengiraan pengkomputeran kuantum.

Pengkomputeran kuantum, bahkan pengkomputeran kuantum poket, tidak dapat dielakkan. Walau bagaimanapun, ia selalu dilihat sebagai impian yang jauh – 10 hingga 15 tahun ke depan adalah pendapat industri mengenai kedatangan pengkomputeran kuantum komersial. Penemuan ini oleh penyelidik UNSW menyangkal ramalan itu. Sekarang ia boleh tiba lebih cepat dan itu mungkin bukan pertanda baik untuk kriptografi dan blockchain secara keseluruhan.

Secara teknikal komputer klasik boleh menerobos enkripsi asimetri yang disukai oleh syiling Bitcoin gunakan, menggunakan kekuatan kasar semata-mata (menjalankan semua kemungkinan penyelesaian); ia akan memakan masa yang sangat lama. Komputer kuantum beroperasi pada magnitud berkali-kali lebih cepat daripada komputer klasik, dan lebih mudah untuk mengalahkan enkripsi asimetri.

Itu meletakkan cryptocurrency dan blockchain di tempat yang ketat. Cryptocurrency dan blockchain boleh dipaksa untuk berevolusi, bermutasi sehingga memiliki ciri-ciri baru, atau keselamatan dan privasi yang sangat digemari oleh peminat memuji mungkin merupakan perkara masa lalu.

Walau bagaimanapun, semua tidak hilang. Pembangun syiling memerhatikan masa depan jangka panjang, mungkin kerana cryptocurrency itu sendiri hanya berada di peringkat kanak-kanak. Masih ada jalan panjang sebelum ini cryptocurrency semakin matang untuk penggunaan di seluruh dunia. Pembangun berhati-hati untuk merancang apa-apa halangan yang mungkin berlaku dan ini termasuk pengkomputeran kuantum.

Tetapi sebelum kita membincangkan kemungkinan penyelesaian yang dapat digunakan oleh blockchain dalam pertahanan terhadap pengkomputeran kuantum, mari kita lihat apa itu pengkomputeran kuantum. Seperti blockchain dan cryptocurrency, adalah berguna untuk mengetahui sedikit mengenai teknologi yang akan memberi kesan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam kehidupan kita.

Menjadikan Alam Semesta Berfungsi untuk Kita

Pengkomputeran kuantum adalah permainan akhir penyelidikan pengkomputeran. Ini dikalahkan dengan kagum dan spekulasi oleh satu bidang penyelidikan lain – Kecerdasan Buatan. Selama bertahun-tahun, organisasi seperti NASA dan syarikat gergasi industri seperti Google telah mencurahkan sumber mereka ke dalam kesempurnaan bidang fizik ini untuk kegunaan seharian.

Buat masa ini, ia terhad kepada makmal penyelidikan berteknologi tinggi dan beberapa organisasi tertentu tetapi, pada satu ketika, begitu juga komputer tradisional yang anda gunakan hari ini. Telefon pintar di tangan anda berkali-kali lebih hebat daripada kapal angkasa Voyager yang kini melayang di ruang antara bintang dan komputer yang mensimulasikan perang nuklear semasa Perang Dingin. Ini hanya masalah masa sebelum pengkomputeran kuantum menjadi lebih mudah dicapai oleh orang biasa.

Komputer hari ini menggunakan bit. Ini adalah nilai yang dapat berupa 0 atau 1. Dengan sendirinya, itu tidak banyak, tetapi apabila anda menggabungkan nilai “ya” atau “tidak” ini dengan nilai “ya” atau “tidak” yang lain berulang kali, anda dapat dengan jawapan kepada soalan yang sangat rumit (Sebenarnya, anda hanya memerlukan 6 bit untuk mengetahui apa huruf itu – walaupun dalam praktiknya, ia memerlukan 8 bit.) Itu semua yang perlu dilakukan oleh komputer anda untuk melakukan semua yang dilakukannya hari ini.

Pemaparan CGI yang kompleks? Periksa. Permainan video? Periksa. Kemungkinan simulasi ultra realistik dunia? Periksa. Semua ini dapat dilakukan hanya dengan bit.

Pengkomputeran kuantum membawa idea ini ke tahap yang baru. Hebatnya, ia memanfaatkan struktur alam semesta untuk melakukan ini. Komputer kuantum yang beroperasi hari ini memanipulasi alam semesta dan alam semesta selari untuk membuat pengiraan.

Komputer kuantum berjalan pada qubit, yang boleh wujud dalam keadaan 0 dan 1 secara serentak. Kami tidak akan memperincikannya, tetapi dengan setiap qubit tambahan, kekuatan pengkomputeran komputer berkembang dengan pesat. Ini membolehkan komputer kuantum melakukan pengiraan yang kompleks dengan kelajuan yang jauh melebihi komputer hari ini, mengurangkan masa untuk menyelesaikan model, simulasi dan keselamatan kriptografi matematik yang kompleks.

Bagaimana Penyulitan Berfungsi Hari Ini

Teknik kriptografi yang paling popular yang digunakan sekarang adalah kriptografi kunci awam. Ini menggunakan sepasang kunci awam dan peribadi untuk mengenkripsi dan menyahsulitkan mesej (atau data transaksi, dalam hal blockchain) untuk memastikan bahawa hanya pengguna yang disahkan yang dapat mengakses maklumat.

Sumber: Commons.wikimedia.org

Ringkasnya, kunci awam anda digunakan untuk mengakses mesej yang dienkripsi dan kunci peribadi anda digunakan untuk mendekripsi mesej. Kekuatan kunci peribadi bergantung pada kaedah keselamatan dan kerahsiaan kunci peribadi. Blockchain menggunakan tandatangan digital untuk perlindungan tambahan.

Bentuk kriptografi ini telah digunakan selama bertahun-tahun dan ini adalah bukti kecekapannya bahawa ia telah bertahan daripada beberapa dekad percubaan untuk memecahkannya.

Secara teorinya, komputer kuantum dapat menyelesaikan kaedah keselamatan kriptografi asimetri dengan mudah. Komputer kuantum harus cukup besar, dan industri ini membuat kemajuan dalam hal ini.

Dianggarkan memerlukan 4,000 qubit untuk memecahkan standard penyulitan terkuat hari ini. Pada bulan November 2017, IBM mengumumkan bahawa ia baru sahaja menghasilkan komputer kuantum 50-qubit. Itu nampaknya jauh dari 4.000, tetapi ingat, teknologi tidak berkembang secara linear. Masa antara tonggak menjadi semakin pendek seiring berjalannya waktu. Sudah 50 tahun sebelum komputer beralih dari alat tentera raksasa ke barangan rumah. Itu baru 35 tahun ganjil sejak itu dan kita sudah dalam perjalanan ke usia pengkomputeran yang seterusnya.

Ringkasnya, standard enkripsi hari ini dalam blockchain berfungsi pada masa ini, tetapi pengkomputeran kuantum tepat di belakangnya. Apa maksudnya untuk blockchain dan cryptocurrency?

Bolehkah Komputer Quantum Membunuh Blockchain?

Sekiranya penyelidikan pengkomputeran kuantum diteruskan pada kadarnya sekarang, maka tidak akan ada masalah untuk memecahkan penyulitan yang digunakan oleh blockchain. Sistem ekonomi cryptocurrency akan menjadi tidak berguna kerana penggodam boleh mencuri duit syiling anda, melakukan penipuan dan mengawal blockchain. Sekiranya seseorang dapat mencuri bitcoin anda dengan mudah, itu tidak baik untuk reputasi Bitcoin.

Anda mungkin pernah mendengar istilah “51% serangan” Ini adalah ketika pelombong menguasai lebih dari 50% rangkaian, yang membolehkan mereka menggandakan perbelanjaan. Dalam istilah orang awam, ini bermaksud mereka dapat menghabiskan wang dua kali dengan menghapus transaksi dari blockchain.

Komputer kuantum dapat memberi kekuatan kepada pelombong jahat yang mereka perlukan untuk memecahkan ambang 50% ini. Kebimbangan keselamatan khusus ini tidak menjadi perhatian langsung. Unjurannya adalah sekurang-kurangnya 10 tahun sebelum komputer kuantum dapat melakukan ini. Walau bagaimanapun, dengan seni bina kejuruteraan baru-baru ini untuk komputer kuantum, garis masa itu dapat dipersingkat.

Terdapat keprihatinan yang jauh lebih besar yang, seperti yang kita sebutkan, adalah kemudahan di mana pengkomputeran kuantum dapat memecahkan penyulitan kunci awam. Pengkomputeran kuantum dijangka mencapai tahap kuasa ini pada tahun 2027. Dengan kata lain, jika piawaian enkripsi hari ini dan secara meluas, keselamatan blockchain, tidak mengembangkan teknik keselamatan atau standard penyulitan baru, praktiknya tidak akan berguna.

Berita baiknya adalah bahawa pemaju cryptocurrency berfikir jangka panjang sebenarnya sedang bersiap sedia untuk menghadapi kemungkinan ini dan mereka mempunyai beberapa helah.

Menggunakan Langkah-langkah Pencegahan

Cryptocurrency menggunakan pelbagai alat untuk memerangi ancaman komputer kuantum yang semakin hampir. Ini adalah evolusi teknologi yang menjadi pertunjukan.

Salah satu perkembangan ini adalah versi Bitcoin yang dinaik taraf yang disebut qBitcoin. Adalah mungkin untuk menggunakan protokol kriptografi kuantum, seperti skema pengagihan kunci kuantum BB84, untuk memindahkan qBitcoin ini antara pengguna.

Terdapat ironi di sini: teknologi yang sama yang digunakan oleh pengkomputeran kuantum untuk mengancam keselamatan blockchain, qubit, digunakan untuk melindungi blockchain. Malangnya, terdapat rintangan yang terlibat dalam kaedah ini. Perlu memasang rangkaian pengedaran kuantum untuk memindahkan qubit ini, yang secara finansial tidak dapat dilaksanakan secara besar-besaran kerana tingginya kos pembinaan. Namun, seiring dengan berjalannya waktu, ia mungkin menjadi lebih murah.

Kaedah lain yang dicadangkan adalah Lejar Tahan Kuantum, dibangunkan oleh Peter Waterland. Teknik baru ini dirancang dengan mempertimbangkan kriptografi pasca-kuantum. Ini bertujuan untuk memerangi ancaman pengkomputeran kuantum dengan menerapkan tanda tangan digital baru ke dalam transaksi, yang menjadikan lejar tahan terhadap pengiraan kuantum.

Dengan menggunakan algoritma Proof-of-Stake, kaedah ini telah terbukti mempunyai fungsi pseudo-acak berasaskan hash yang selamat yang mengimunisasi terhadap analisis kuantum. Tidak seperti qBitcoins, ia tidak memerlukan infrastruktur yang mahal untuk beroperasi. Ia boleh dijalankan pada peranti berkuasa rendah seperti komputer riba dan Raspberry Pis.

QRL juga merancang untuk memperkenalkan lapisan pesanan selamat kuantum. Melalui teknik yang disebut kriptografi berasaskan kisi, transaksi akan ditandatangani dengan kunci awam khas yang dapat digunakan oleh pengguna untuk mendail media komunikasi yang selamat di mana mesej dapat dihantar. Pelan tambahan termasuk menghubungkan ID blockchain ke alamat yang selamat dengan kuantum ini, yang disebut transaksi XMSS.

Terdapat juga cryptocurrency yang ada yang merancang untuk kriptografi pasca-kuantum. IOTA, salah satu syiling terbesar di pasaran, menggunakan Winternitz OTS atau Lamport Signature untuk mendapatkan tandatangannya dari analisis kuantum. Satu-satunya masalah dengan ini adalah bahawa setiap alamat hanya dapat digunakan sekali.

Protokol proprietari IOTA, Tangle, secara intuitif, mempercepat rangkaian apabila semakin banyak pengguna tiba. Graf Acyclic Directed IOTA, berbeza dari blockchain, adalah perkembangan baru dalam teknologi cryptocurrency. Di rangkaian ini, pengirim transaksi mesti mengesahkan dua transaksi lain. Ini adalah protokol baru yang menarik dan layak dibaca.

Apa Prognosis untuk Keamanan Blockchain?

Tidak terlalu membimbangkan, untungnya.

Ya, pengkomputeran kuantum berpotensi menimbulkan bencana untuk cryptocurrency tetapi industri ini sudah mulai menggunakan ancaman ini. Masih sangat awal dalam jangka masa kedua teknologi dan bahkan dapat membantu mereka berdua secara keseluruhan jika mereka bersaing berdampingan. Kedatangan komputer kuantum yang akan datang memaksa pakar enkripsi dan cryptocurrency untuk mempersiapkannya, yang hanya meningkatkan ciri dan peluangnya untuk bertahan hidup.

Jawapannya ialah anda tidak perlu panik. Mungkin berlaku bahawa pengkomputeran kuantum menang, tetapi usaha awal pakar kriptografi dan cryptocurrency kelihatan menjanjikan. Pada pendapat peribadi saya, sepertinya pengkomputeran kuantum tidak akan merosakkan pasaran. Nilai semula jadi Blockchain dalam begitu banyak industri adalah kebaikan yang mesti diambil dengan kedua tangan. Sukar untuk membayangkan ada yang mahu melepaskannya. Nampaknya beberapa pertahanan terhadap pengkomputeran kuantum akan ditemui atau diciptakan lama.

Sekiranya anda mempunyai pendapat anda sendiri mengenai pengkomputeran kuantum, keselamatan blockchain atau duit syiling yang menangani masalah kriptografi pasca-kuantum, beritahu kami di komen di bawah.