Vi er heldige som lever i dag. Vi er midt i en enorm teknologisk omveltning, en der vår oppfinnelse og oppdagelse, drevet av sosialt tenkende vitenskapelig forskning, kryper inn i alle aspekter av våre liv. Blockchain er bare en av disse teknologiene; andre som kvanteberegning og ren energi gjør like fremgang i jakten på en bedre verden.

Vitenskapelige funn har ofte en måte å teste hverandre, i en slags teknologisk overlevelse av de sterkeste. For eksempel, når forskrifter om ren energi pålegger reduksjon av tradisjonelle energiproduserende næringer, må blockchain utforme løsninger for å redusere energiforbruket mens de fortsetter å skape nye blokker i kjeden. Når blokkjeden forlenger, krever strøm og databehandling ressursene eksponentielt.

Trusselen om Quantum Computing til Blockchain

Quantum computing gir oss ekstraordinær beregningskraft, noe som gjør kjøttdeig av problemer klassiske datamaskiner sliter med å løse. Verdens mest presserende problemer, som klimaendringene, kan bare overvinnes med maskiner som kvantecomputere. Likevel, som med all ny teknologi, har den makten til å gjøre funksjoner i andre teknologier foreldet. Disse teknologiene må mutere seg for å overleve og trives, ellers blir de liggende i søppelplassen til en-hit undringsteknologier.

Med blockchain er rovdyret kvanteberegning. Blockchains sikkerhet kommer fra de forbedrede krypteringsstandardene, men kraften til kvanteberegning etterlater eksperter bekymret for at kryptering som brukes av blockchain vil bli overvunnet for lett av kvanteberegning.

Nylig forskere fra University of South Wales konstruert en ny arkitektur, som de som brukes i dagens prosessorer, for å utføre kvanteberegninger. Dette har betydelige implikasjoner for den gjennomsnittlige personen. Det betyr at den samme teknologien som brukes til å kjøre enhetene du bruker i dag, kan brukes til å kjøre beregninger for kvanteberegning.

Quantum computing, til og med pocket quantum computing, er uunngåelig. Imidlertid har det alltid blitt sett på som en fjern drøm – 10 til 15 år i fremtiden har vært bransjens oppfatning om ankomsten av kommersiell kvanteberegning. Denne oppdagelsen av UNSW-forskere miskrediterer denne spådommen. Det kan nå komme mye raskere, og det kan ikke være bra for kryptografi og blockchain som helhet.

Det er teknisk mulig for en klassisk datamaskin å bryte gjennom den asymmetriske krypteringen som mynter liker Bitcoin bruk, ved hjelp av ren brute force (går gjennom alle mulige løsninger); det ville bare ta veldig lang tid. Quantum-datamaskiner fungerer imidlertid i en størrelse mange ganger raskere enn klassiske datamaskiner, og det er lettere for den å bekjempe asymmetrisk kryptering.

Det setter kryptovaluta og blockchain på et stramt sted. Kryptovaluta og blockchain kan bli tvunget til å utvikle seg, for å mutere for å ha nye egenskaper, ellers kan den høyt elskede sikkerheten og personvernet som entusiaster synger ros om, være en saga blott..

Imidlertid er ikke alt tapt. Myntutviklere har et øye for den langsiktige fremtiden, kanskje fordi kryptovaluta i seg selv bare er i småbarnsstadiet. Det er en lang vei å gå før kryptovaluta modnes i verdensomspennende bruk. Utviklere er nøye med å planlegge for eventuelle hindringer som kan oppstå, og dette inkluderer kvanteberegning.

Men før vi snakker om de mulige løsningene som blockchain kan bruke til forsvar mot kvanteberegning, la oss ta en titt på hva kvanteberegning er. Som blokkeringer og kryptovaluta, er det nyttig å vite litt om en teknologi som kommer til å ha en enestående innvirkning på livene våre.

Få universet til å fungere for oss

Quantum computing er sluttspillet innen databehandling. Den overgås i ærefrykt og spekulasjoner av bare ett annet forskningsfelt – kunstig intelligens. I mange år har organisasjoner som NASA og industrigiganter som Google strømmet ressursene sine til perfeksjon av dette sprøe fysikkfeltet til daglig bruk.

Foreløpig er det begrenset til høyteknologiske forskningslaboratorier og noen få utvalgte organisasjoner, men på et tidspunkt var det den tradisjonelle datamaskinen du bruker i dag. Smarttelefonen i hånden din er mange ganger kraftigere enn romfartøyet Voyager som nå flyter i det interstellare rommet og datamaskinene som simulerte atomkrig i den kalde krigen. Det er bare et spørsmål om tid før kvanteberegning blir mer tilgjengelig for den gjennomsnittlige personen.

Dagens datamaskiner bruker biter. Dette er verdier som kan være enten 0 eller 1. I seg selv betyr det ikke mye, men når du kombinerer disse “ja” eller “nei” verdiene med andre “ja” eller “nei” verdier gjentatte ganger, kan du komme opp med svar på veldig komplekse spørsmål (Faktisk trenger du bare 6 biter for å finne ut hva et brev er – selv om det i praksis tar 8 biter.) Det er stort sett alt datamaskinen din trenger for å gjøre alt den gjør i dag.

Kompleks CGI-gjengivelse? Sjekk. Videospill? Sjekk. Mulige ultrarealistiske simuleringer av verden? Sjekk. Alt dette kan gjøres med bare biter.

Quantum computing tar denne ideen til et helt nytt nivå. Utrolig nok utnytter det universets stoff til å gjøre dette. Kvantecomputere som er i drift i dag manipulere universet og parallelle universer å gjøre beregninger.

Kvantumaskiner kjører på qubits, som kan eksistere i tilstanden 0 og 1 samtidig. Vi vil ikke gå i detaljene, men med hver ekstra qubit vokser datamaskinens datakraft eksponentielt. Dette gjør det mulig for kvantecomputeren å utføre komplekse beregninger med en hastighet som langt overgår dagens datamaskiner, og reduserer tiden til å løse komplekse matematiske modeller, simuleringer og kryptografisk sikkerhet.

Hvordan kryptering fungerer i dag

Den mest populære kryptografiteknikken som brukes i dag er offentlig nøkkelkryptografi. Dette bruker et par offentlige og private nøkler for å kryptere og dekryptere meldinger (eller transaksjonsdata, i tilfelle blockchain) for å sikre at bare bekreftede brukere har tilgang til informasjonen.

Kilde: Commons.wikimedia.org

I et nøtteskall brukes den offentlige nøkkelen til å få tilgang til den krypterte meldingen, og den private nøkkelen brukes til å dekryptere meldingen. Styrken til den private nøkkelen avhenger av sikkerhetsmetodene og hemmeligholdet til den private nøkkelen. Blockchain bruker digitale signaturer for ytterligere beskyttelse.

Denne formen for kryptografi har vært i bruk i mange år, og det er et bevis på effektiviteten at den har stått opp mot flere tiårs forsøk på å bryte den.

Teoretisk kan kvantedatamaskiner enkelt løse sikkerhetsmetodene for asymmetrisk kryptografi. Kvantecomputeren må bare være stor nok, og bransjen gjør sprang med hensyn til dette.

Det anslås at det vil ta 4000 qubits for å bryte de sterkeste krypteringsstandardene i dag. I november 2017, IBM kunngjorde at den nettopp hadde produsert en kvante-datamaskin på 50 qubit. Det kan virke som om det er langt fra 4000, men husk at teknologien ikke vokser lineært. Tiden mellom milepælene forkorter raskt etter hvert som tiden går. Det gikk 50 år før datamaskiner gikk fra gigantiske militære ting til husholdningsartikler. Det har bare gått 35 rare år siden, og vi er allerede godt på vei til neste tidsalder for databehandling.

For å oppsummere, dagens krypteringsstandarder i blockchain fungerer for øyeblikket, men kvanteberegning er rett på halen. Hva betyr det for blockchain og kryptokurver?

Kunne Quantum Computers drepe Blockchain?

Hvis forskning på kvantecomputer fortsetter i sitt nåværende tempo, vil det ikke ha noe problem å bryte krypteringen som brukes av blockchain. Det økonomiske systemet med kryptokurver ville bli alt unyttig siden det ville være mulig for hackere å stjele myntene dine, begå svindel og kontrollere blockchain. Hvis noen lett kunne stjele bitcoinsene dine, ville det ikke være bra for Bitcoins rykte.

Du har kanskje hørt om begrepet “51% angrep”. Dette er når gruvearbeidere kontrollerer over 50% av nettverket, slik at de kan doble utgiftene. I lekmannsbetingelser betyr dette at de kan bruke penger to ganger ved å slette transaksjoner fra blockchain.

Kvantumaskiner kan gi ondsinnede gruvearbeidere kraften de trenger for å bryte denne 50% terskelen. Denne spesielle sikkerhetsbekymringen er ikke en umiddelbar bekymring. Anslagene er at det vil gå minst ti år før kvantecomputere er i stand til å gjøre dette. Imidlertid, med den nylig avslørte ingeniørarkitekturen for kvantedatamaskiner, kan tidslinjen forkortes.

Det er en langt større bekymring som, som vi nevnte, er hvor lett kvanteberegning kan bryte kryptering av offentlig nøkkel. Quantum computing forventes å nå dette kraftnivået innen 2027. Med andre ord, hvis dagens krypteringsstandarder og i forlengelse av blockchain-sikkerhet ikke utvikler nye sikkerhetsteknikker eller krypteringsstandarder, vil det være praktisk talt ubrukelig.

Den gode nyheten er at langsiktig tenkende utviklere av kryptokurver faktisk forbereder seg på denne muligheten, og de har noen triks i ermet.

Bruke forebyggende tiltak

Kryptovalutaer benytter en rekke verktøy for å bekjempe den raskt nærme seg trusselen fra kvantedatamaskiner. Det er en teknologisk evolusjon som formes til å bli et ganske show.

En av disse utviklingene er en oppgradert versjon av Bitcoin kalt qBitcoin. Det kan tenkes å bruke kvantekryptografiprotokoller, for eksempel distribusjonsskjema for kvantenøkkel BB84, for å overføre disse qBitcoins mellom brukere.

Det er en ironi her: Den samme teknologien som kvanteberegning bruker for å true blockchain-sikkerhet, qubit, brukes til å beskytte blockchains. Dessverre er det hindringer involvert i denne metoden. Det ville være nødvendig å installere et kvantedistribusjonsnett for å overføre disse qubits, noe som er økonomisk gjennomførbart i stor skala på grunn av de høye kostnadene ved bygging. Med tiden kan det imidlertid bli billigere.

En annen foreslått metode er Kvantebestandig hovedbok, utviklet av Dr. Peter Waterland. Denne nye teknikken ble designet med tanke på post-quantum kryptografi. Det tar sikte på å bekjempe trusselen om kvanteberegning ved å implementere nye digitale signaturer i transaksjoner, en som gjør hovedboken motstandsdyktig mot kvanteberegning..

Ved hjelp av en Proof-of-Stake-algoritme har denne metoden vist seg å ha sikre hash-baserte pseudo-tilfeldige funksjoner som immuniserer mot kvanteanalyse. I motsetning til qBitcoins trenger den ikke dyr infrastruktur for å operere. Den kan kjøre på enheter med lite strøm som bærbare datamaskiner og Raspberry Pis.

QRL planlegger også å innføre et kvantesikkert meldingslag. Gjennom en teknikk som kalles gitterbasert kryptografi, vil transaksjoner signeres med en spesiell offentlig nøkkel som kan brukes av brukerne til å ringe opp et sikkert kommunikasjonsmedium der meldinger kan sendes. Ytterligere planer inkluderer å koble blockchain-ID-er til disse kvantesikre adressene, kalt XMSS-transaksjoner.

Det er også eksisterende kryptovalutaer som planlegger kryptografi etter kvantum. IOTA, en av de største myntene på markedet, bruker Winternitz OTS eller Lamport Signatures for å sikre signaturene fra kvanteanalyse. Det eneste problemet med dette er at hver adresse bare kan brukes en gang.

IOTAs proprietære protokoll, Tangle, mot-intuitivt, gir faktisk raskere nettverk etter hvert som flere brukere ankommer. IOTAs Directed Acyclic Graph, forskjellig fra en blockchain, er en bemerkelsesverdig ny utvikling innen kryptovaluta-teknologi. I dette nettverket må avsenderen av transaksjonen bekrefte to andre transaksjoner. Dette er fascinerende ny protokoll og er vel verdt å lese.

Hva er prognosen for Blockchain Security??

Ikke altfor bekymringsfullt, heldigvis.

Ja, kvanteberegning kan potensielt stave katastrofe for kryptovaluta, men industrien tar allerede våpen mot denne trusselen. Det er fortsatt veldig tidlig i levetiden til begge teknologiene, og det kan til og med hjelpe dem begge i det store og hele hvis de konkurrerer side om side. Den nært forestående ankomsten av kvantecomputere tvinger krypterings- og kryptovalutaeksperter til å forberede seg på det, noe som bare forbedrer funksjonene og sjansene for å overleve.

Svaret er da at du ikke trenger å få panikk. Det kan hende at quantum computing vinner, men den forebyggende innsatsen til kryptografi og kryptovalutaeksperter ser lovende ut. Etter min personlige mening ser det ikke ut til at kvanteberegning vil ødelegge markedet. Blockchains iboende verdi i så mange bransjer er en velsignelse som må tas med begge hender. Det er vanskelig å forestille seg at noen vil la det gå. Det virker sannsynlig at noe forsvar mot kvanteberegning vil bli oppdaget eller oppfunnet før lenge.

Hvis du har dine egne tanker om kvanteberegning, blockchain-sikkerhet eller mynter som takler problemet med kryptografi etter kvantum, vennligst gi oss beskjed i kommentarene nedenfor.