Danes imamo srečo, da smo živi. Smo sredi neizmernega tehnološkega preobrata, v katerem se naš izum in odkritje, ki ga vodijo družbeno usmerjene znanstvene raziskave, prikradejo v vse vidike našega življenja. Blockchain je le ena od teh tehnologij; drugi, kot so kvantno računalništvo in čista energija, dosegajo enak napredek v EU iskanje boljšega sveta.

Znanstvena odkritja imajo pogosto način medsebojno preizkušanje, v nekakšnem tehnološkem preživetju najmočnejših. Ko na primer predpisi o čisti energiji nalagajo zmanjšanje tradicionalnih industrij, ki proizvajajo energijo, mora blockchain oblikovati rešitve za zmanjšanje porabe energije, hkrati pa nadaljevati z ustvarjanjem novih blokov v verigi. Ko se veriga blokov podaljša, se morajo električna energija in računalniški viri eksponentno povečati.

Grožnja kvantnega računalništva v verigi blokov

Kvantno računalništvo nam daje izjemno računsko moč, zaradi česar je mleto meso problem, ki ga klasični računalniki težko rešijo. Najbolj pereča vprašanja na svetu, kot so podnebne spremembe, je mogoče premagati le s stroji, kot so kvantni računalniki. Kljub temu pa ima, tako kot pri vseh novih tehnologijah, tudi funkcije drugih tehnologij zastarele. Te tehnologije morajo mutirati, da preživijo in uspevajo, ali pa jih pustimo na smetišču tehnoloških čudesnih tehnologij.

Pri blockchainu je ta plenilec kvantno računalništvo. Varnost Blockchaina izhaja iz njegovih izboljšanih standardov šifriranja, vendar moč kvantnega računalništva pušča strokovnjake zaskrbljene, da bo šifriranje, ki ga uporablja blockchain, kvantno računalništvo premagalo.

V zadnjem času raziskovalci z Univerze v Južnem Walesu zgradil novo arhitekturo, podobni tistim, ki se uporabljajo v današnjih procesorjih, za izvajanje kvantnih izračunov. To ima za povprečnega človeka pomembne posledice. To pomeni, da bi lahko isto tehnologijo, s katero poganjate naprave, ki jih uporabljate danes, uporabili tudi za izvajanje kvantnih računalniških izračunov.

Kvantno računalništvo, tudi žepno kvantno računalništvo, je neizogibno. Vendar je bilo to vedno videti kot oddaljene sanje – 10 do 15 let v prihodnosti je bilo mnenje industrije o prihodu komercialnega kvantnega računalništva. To odkritje raziskovalcev UNSW diskreditira to napoved. Zdaj bi lahko prišel veliko hitreje in to morda ne pomeni ničesar za kriptografijo in verigo blokov kot celoto.

Tehnično je mogoče, da klasični računalnik prebije asimetrično šifriranje, ki je všeč kovancem Bitcoin uporaba, uporaba čiste surove sile (prehod skozi vse možne rešitve); samo zelo dolgo bi trajalo. Kvantni računalniki sicer delujejo velikokrat hitreje kot klasični računalniki in lažje je premagati asimetrično šifriranje.

To kriptovaluto in verigo verig postavlja v stisko. Kriptovalute in verige blokov bi lahko bili prisiljeni razvijati se, mutirati tako, da bi imeli nove značilnosti, ali pa bi bila tako ljubljena varnost in zasebnost, o kateri navdušenci pojejo, morda preteklost.

Vendar vse ni izgubljeno. Razvijalci kovancev imajo oko za dolgoročno prihodnost, morda zato, ker je sama kriptovaluta šele v fazi malčkov. Pred nami je dolga pot kriptovaluta dozori v svetovno uporabo. Razvijalci previdno načrtujejo morebitne ovire, kar vključuje kvantno računalništvo.

Toda preden govorimo o možnih rešitvah, ki bi jih blockchain lahko uporabil v obrambi pred kvantnim računalništvom, si poglejmo, kaj je kvantno računalništvo. Tako kot verige blokov in kriptovalute je koristno vedeti nekaj o tehnologiji, ki bo brez primere vplivala na naše življenje.

Ustvarjanje vesolja za nas

Kvantno računalništvo je končna igra računalniških raziskav. V strahu in špekulacijah ga presega samo še eno področje raziskav – umetna inteligenca. Organizacije, kot so NASA in industrijski velikani, kot je Google, že vrsto let vlivajo svoje vire v popolnost tega norega področja fizike za vsakodnevno uporabo.

Zaenkrat je omejen na visokotehnološke raziskovalne laboratorije in nekaj izbranih organizacij, vendar je bil v nekem trenutku tudi tradicionalni računalnik, ki ga uporabljate danes. Pametni telefon v vaši roki je velikokrat močnejši od vesoljskega plovila Voyager, ki zdaj pluje v medzvezdnem vesolju, in računalnikov, ki so med hladno vojno simulirali jedrsko vojno. Samo vprašanje časa je, kdaj bo kvantno računalništvo na voljo povprečnemu človeku.

Današnji računalniki uporabljajo bit. To so vrednosti, ki so lahko bodisi 0 bodisi 1. Sama po sebi ne pomeni veliko, toda ko te vrednosti »da« ali »ne« večkrat kombinirate z drugimi vrednostmi »da« ali »ne«, lahko pridete z odgovori na zapletena vprašanja (v resnici potrebujete le 6 bitov, da ugotovite, kaj je črka – čeprav v praksi traja 8 bitov.) To je skoraj vse, kar mora vaš računalnik narediti vse, kar počne danes.

Kompleksno upodabljanje CGI? Preveri. Video igre? Preveri. Možne ultrarealistične simulacije sveta? Preveri. Vse to je mogoče storiti le s koščki.

Kvantno računalništvo dvigne to idejo na povsem novo raven. Neverjetno je, da za to izkoristi samo strukturo vesolja. Kvantni računalniki, ki danes delujejo manipulirajo z vesoljem in vzporednimi vesolji za izračune.

Kvantni računalniki delujejo na kubitih, ki lahko hkrati obstajajo v stanju 0 in 1. V podrobnosti se ne bomo spuščali, vendar z vsakim dodatnim kubitom računalniška moč računalnika eksponentno narašča. To omogoča, da kvantni računalnik izvaja zapletene izračune s hitrostjo, ki daleč presega današnje računalnike, kar zmanjšuje čas za reševanje zapletenih matematičnih modelov, simulacij in kriptografske varnosti.

Kako danes deluje šifriranje

Danes najbolj priljubljena tehnika kriptografije je kriptografija z javnimi ključi. Ta uporablja par javnih in zasebnih ključev za šifriranje in dešifriranje sporočil (ali podatkov o transakcijah v primeru verige blokov), da se zagotovi dostop do informacij samo preverjenim uporabnikom.

Vir: Commons.wikimedia.org

Na kratko se vaš javni ključ uporablja za dostop do šifriranega sporočila, zasebni ključ pa za dešifriranje sporočila. Moč zasebnega ključa je odvisna od varnostnih metod in tajnosti zasebnega ključa. Blockchain za dodatno zaščito uporablja digitalne podpise.

Ta oblika kriptografije je v uporabi že vrsto let in je dokaz njene učinkovitosti, da se je uprla desetletjem poskusov, da bi jo zlomili.

Teoretično lahko kvantni računalniki zlahka rešijo varnostne metode asimetrične kriptografije. Kvantni računalnik mora biti dovolj velik in industrija v zvezi s tem ustvarja preskoke.

Ocenjuje se, da bo za prekinitev najmočnejših standardov šifriranja danes potrebnih 4.000 kubitov. Novembra 2017, IBM je napovedal da je pravkar izdelal 50-kubitni kvantni računalnik. Morda se zdi, da je od 4.000 daleč, vendar ne pozabite, da tehnologija ne raste linearno. Čas med mejniki se s časom hitro skrajša. Minilo je 50 let, preden so računalniki od velikanskih vojaških predmetov prešli na gospodinjske predmete. Od takrat je minilo šele 35 čudnih let in že smo na dobri poti do naslednje starosti računalništva.

Če povzamemo, današnji standardi šifriranja v verigi blokov trenutno delujejo, vendar je kvantno računalništvo ravno na njegovem repu. Kaj to pomeni za verigo blokov in kriptovalute?

Bi lahko Quantum Computers ubil Blockchain?

Če se bodo raziskave kvantnega računalništva nadaljevale s trenutno hitrostjo, potem ne bodo imele težav z razbijanjem šifriranja, ki ga uporablja blockchain. Ekonomski sistem kriptovalut bi postal skoraj neuporaben, saj bi hekerji lahko ukradli vaše kovance, zagrešili goljufije in nadzorovali verigo blokov. Če bi lahko nekdo zlahka ukradel vaše bitcoine, to ne bi bilo dobro za ugled Bitcoina.

Morda ste že slišali za izraz “51% napad“. Takrat rudarji nadzorujejo več kot 50% omrežja in jim omogočajo dvojno porabo. Povedano laično to pomeni, da lahko z brisanjem transakcij iz verige blokov dvakrat porabijo denar.

Kvantni računalniki bi lahko zlonamernim rudarjem dali moč, ki jo potrebujejo, da presežejo ta 50-odstotni prag. Ta posebna varnostna skrb ni takojšnja skrb. Projekcija je, da bo minilo vsaj 10 let, preden bodo kvantni računalniki sposobni tega narediti. Vendar pa se lahko z nedavno razkrito inženirsko arhitekturo za kvantne računalnike ta časovni okvir skrajša.

Obstaja veliko večja skrb, ki je, kot smo že omenili, enostavnost, s katero lahko kvantno računalništvo prekine šifriranje javnega ključa. Kvantno računanje naj bi doseglo ta raven moči do leta 2027. Z drugimi besedami, če današnji standardi šifriranja in s tem razširitev varnosti blokov ne razvijejo novih varnostnih tehnik ali standardov šifriranja, bo praktično neuporaben.

Dobra novica je, da se dolgoročno razmišljajoči razvijalci kriptovalut dejansko pripravljajo na to priložnost in imajo v rokavu nekaj trikov.

Uporaba preventivnih ukrepov

Kriptovalute uporabljajo različna orodja za boj proti hitro bližajoči se nevarnosti kvantnih računalnikov. To je tehnološki razvoj, ki se oblikuje kot pravi šov.

Eden od teh dogodkov je nadgrajena različica Bitcoina, imenovana qBitcoin. Za prenos teh qBitcoinov med uporabnike je mogoče uporabiti protokole kvantne kriptografije, kot je shema distribucije kvantnih ključev BB84..

Tu je ironija: popolnoma ista tehnologija, ki jo kvantno računalništvo uporablja za ogrožanje varnosti verige blokov, qubit, se uporablja za zaščito verig blokov. Na žalost pri tej metodi obstajajo ovire. Za prenos teh kubitov bi bilo treba namestiti kvantno distribucijsko omrežje, kar pa je zaradi visokih stroškov gradnje finančno neizvedljivo. Sčasoma pa se lahko poceni.

Druga predlagana metoda je Kvantno odporna knjiga, razvil Dr. Peter Waterland. Ta nova tehnika je bila zasnovana z mislijo na postkvantno kriptografijo. Njegov cilj je boj proti grožnji kvantnega računalništva z uvajanjem novih digitalnih podpisov v transakcije, zaradi katerih je knjiga odporna na kvantno računanje.

Z uporabo algoritma Proof-of-Stake je bilo dokazano, da ima ta metoda varne psevdonaključne funkcije, ki temeljijo na razpršitvi, ki imunizirajo proti kvantni analizi. Za razliko od qBitcoins za delovanje ne potrebuje drage infrastrukture. Lahko deluje na napravah z nizko porabo energije, kot so prenosniki in Raspberry Pis.

QRL načrtuje tudi uvedbo kvantno varnega sloja za sporočanje. S tehniko, imenovano mrežna kriptografija, bodo transakcije podpisane s posebnim javnim ključem, ki ga lahko uporabniki uporabijo za klicanje varnega komunikacijskega medija, prek katerega lahko pošiljajo sporočila. Dodatni načrti vključujejo povezovanje ID-jev verige blokov s temi kvantno varnimi naslovi, imenovanimi transakcije XMSS.

Obstajajo tudi obstoječe kriptovalute, ki načrtujejo postkvantno kriptografijo. IOTA, eden največjih kovancev na trgu, uporablja Winternitz OTS ali Lamport Signatures za zaščito svojih podpisov iz kvantne analize. Edina težava pri tem je, da je vsak naslov mogoče uporabiti samo enkrat.

Lastniški protokol IOTA, Tangle, protiintuitivno dejansko pospeši omrežje, ko prispe več uporabnikov. IOTA’s Directed Acyclic Graph, drugačen od blockchaina, je omembe vreden nov razvoj tehnologije kriptovalut. V tem omrežju mora pošiljatelj transakcije preveriti še dve transakciji. To je fascinanten nov protokol in je vreden branja.

Kakšna je napoved za varnost blokov?

Na srečo ne preveč zaskrbljujoče.

Da, kvantno računalništvo bi lahko pomenilo katastrofo za kriptovalute, vendar industrija že prevzema orožje proti tej grožnji. Še vedno je zelo zgodaj v življenjski dobi obeh tehnologij in celo lahko celo pomaga obema, če tekmujeta drug ob drugem. Bližnji prihod kvantnih računalnikov prisili strokovnjake za šifriranje in kriptovalute, da se nanjo pripravijo, kar samo izboljša njegove lastnosti in možnosti za preživetje.

Odgovor je torej, da vam ni treba paničariti. Lahko se zgodi, da kvantno računalništvo zmaga, vendar se prednostna prizadevanja strokovnjakov za kriptografijo in kriptovalute zdijo obetavna. Po mojem osebnem mnenju ni videti, da bi kvantno računalništvo uničilo trg. Vrednost Blockchaina v toliko panogah je blaginja, ki jo je treba sprejeti z obema rokama. Težko si je predstavljati, da bi ga kdo hotel spustiti. Zdi se verjetno, da bo kmalu odkrita ali izumljena neka obramba pred kvantnim računalništvom.

Če imate svoje misli o kvantnem računalništvu, blockchain varnosti ali kovancih, ki se spopadajo s težavo postkvantne kriptografije, nam to sporočite v spodnjih komentarjih.