Mengikut banyak akaun, pengkomputeran kuantum (QC), yang menggunakan "putaran" atom dan bukannya cas elektrik untuk mewakili perduaan 1 dan 0nya, sedang berkembang pada kadar eksponen. Jika QC pernah direalisasikan secara besar-besaran, ia boleh menjadi rahmat kepada masyarakat manusia, membantu meningkatkan hasil tanaman, mereka bentuk ubat yang lebih baik dan jurutera pesawat yang lebih selamat, antara faedah lain.
Sektor kripto juga boleh mendapat keuntungan. Hanya minggu lepas, sebagai contoh, projek yang ditauliahkan oleh Bank of Canada mensimulasikan penggunaan mata wang kripto dalam kalangan organisasi kewangan Kanada menggunakan pengkomputeran kuantum.
"Kami mahu menguji kuasa pengkomputeran kuantum pada kes penyelidikan yang sukar diselesaikan menggunakan teknik pengkomputeran klasik," kata Maryam Haghighi, pengarah sains data di Bank of Canada, dalam kenyataan akhbar.
Tetapi, yang lain bimbang bahawa pengkomputeran kuantum, memandangkan kuasa "brute force" yang luar biasa, juga boleh memecahkan struktur kriptografi blockchain, yang telah berkhidmat kepada Bitcoin (BTC) dengan begitu baik sejak penubuhannya. Malah, ada yang mengatakan ia hanya menunggu masa sebelum komputer kuantum akan dapat mengenal pasti nombor perdana yang sangat besar yang merupakan juzuk utama kunci persendirian BTC — dengan mengandaikan tiada langkah balas dibangunkan.
Sepanjang garis ini, kertas kerja yang diterbitkan baru-baru ini dikira berapa banyak kuasa kuantum yang diperlukan untuk menduplikasi kunci peribadi BTC, iaitu, "bilangan qubit fizikal yang diperlukan untuk memecahkan penyulitan lengkung eliptik 256-bit kunci dalam rangkaian Bitcoin," seperti yang dijelaskan oleh pengarang kertas itu, yang dikaitkan dengan Universiti Sussex.
Yang pasti, ini bukan tugas yang mudah. Algoritma Bitcoin yang menukar kunci awam kepada kunci persendirian ialah “sehala”, yang bermaksud bahawa mudah untuk menjana kunci awam daripada kunci persendirian tetapi hampir mustahil untuk memperoleh kunci persendirian daripada kunci awam menggunakan komputer masa kini.
Di samping itu, ini semua perlu dilakukan dalam kira-kira 10 minit, jumlah purata masa kunci awam terdedah atau terdedah pada rangkaian Bitcoin. Ia juga menganggap bahawa kunci awam adalah sama dengan alamat BTC, seperti kebanyakannya pada zaman awal Bitcoin sebelum ia menjadi amalan biasa untuk menggunakan algoritma KECCAK untuk "mencincang" kunci awam untuk menjana alamat BTC. Dianggarkan bahawa kira-kira satu perempat daripada Bitcoin sedia ada menggunakan kunci awam yang tidak dicincang.
Memandangkan kekangan ini, penulis menganggarkan bahawa 1.9 bilion qubit diperlukan untuk menembusi satu kunci peribadi Bitcoin dalam masa 10 minit. Qubit, atau bit kuantum, adalah analog kepada "bit" dalam pengkomputeran klasik. Sebagai perbandingan, kebanyakan komputer proto-QC hari ini boleh memanggil sehingga 50–100 qubit, walaupun pemproses kuantum Eagle yang canggih IBM boleh menguruskan 127 qubit.
Dengan kata lain, itu adalah 127 qubit berbanding 1.9 bilion yang diperlukan untuk memecahkan keselamatan Bitcoin menggunakan komputer kuantum ion terperangkap berskala besar, seperti yang dicadangkan dalam kertas AVS Quantum Science.
Mark Webber, arkitek kuantum di Universal Quantum, firma spin-out Universiti Sussex, dan pengarang utama kertas itu, berkata, "Anggaran keperluan kami [...] mencadangkan Bitcoin harus dianggap selamat daripada serangan kuantum buat masa ini, tetapi teknologi pengkomputeran kuantum berskala dengan cepat dengan penemuan tetap yang mempengaruhi anggaran sedemikian dan menjadikannya senario yang sangat mungkin dalam tempoh 10 tahun akan datang."
Adakah ancaman itu benar?
Bolehkah keselamatan Bitcoin benar-benar dipecahkan? "Saya fikir komputer kuantum boleh memecahkan mata wang kripto," Takaya Miyano, seorang profesor kejuruteraan mekanikal di Universiti Ritsumeikan Jepun, memberitahu Cointelegraph, "Walaupun, bukan dalam masa beberapa tahun, tetapi dalam masa 10-20 tahun."
Miyano baru-baru ini mengetuai pasukan yang membangunkan sifir aliran berasaskan huru-hara yang direka untuk menahan serangan daripada komputer kuantum berskala besar.
David Chaum, menulis tahun lepas untuk Cointelegraph, juga membunyikan penggera — bukan sahaja untuk crypto tetapi untuk masyarakat yang lebih luas juga:
“Mungkin yang paling menakutkan bagi masyarakat yang begitu bergantung kepada internet, pengkomputeran peringkat kuantum meletakkan semua infrastruktur digital kami pada risiko. Internet kontemporari kami dibina atas kriptografi — penggunaan kod dan kunci untuk menjamin komunikasi peribadi dan penyimpanan data.”
Sementara itu, untuk mata wang kripto seperti Bitcoin dan Ether (ETH), "untuk siapa konsep ini adalah asas, satu komputer kuantum yang cukup berkuasa boleh bermakna kecurian bernilai berbilion-bilion dolar atau kemusnahan keseluruhan rantaian blok sama sekali," sambung Chaum.
Terdapat lebih daripada 4 juta BTC "yang berpotensi terdedah kepada serangan kuantum," firma perunding Deloitte anggaran, nombor yang terdiri daripada pemilik yang menggunakan kunci awam yang tidak dicincang atau yang menggunakan semula alamat BTC, satu lagi amalan tidak bijak. Pada harga pasaran semasa, itu berjumlah kira-kira $171 bilion berisiko.
Terbaru: Adakah maklumat asimetri mendorong perubahan harga liar crypto?
“Secara peribadi, saya berpendapat bahawa pada masa ini kami tidak dapat membuat anggaran yang baik” masa yang diperlukan sebelum komputer kuantum boleh memecahkan penyulitan BTC, Itan Barmes, ketua keselamatan kuantum di Deloitte Netherlands dan rakan projek di Forum Ekonomi Dunia, memberitahu Cointelegraph. Tetapi, ramai pakar hari ini menganggarkan 10-15 tahun, katanya. Kebanyakan anggaran ini juga adalah untuk memecahkan penyulitan tanpa kekangan masa. Melakukan semuanya dalam masa 10 minit akan menjadi lebih sukar.
Mata wang kripto lain, bukan sahaja Bitcoin, juga boleh terdedah, termasuk yang mempunyai mekanisme pengesahan bukti pegangan (PoS); Bitcoin menggunakan protokol bukti kerja (PoW). "Jika protokol blockchain mendedahkan kunci awam untuk masa yang cukup lama, ia secara automatik menjadi terdedah di bawah serangan kuantum," Marek Narozniak, ahli fizik dan ahli kumpulan penyelidikan kuantum Tim Byrnes di Universiti New York, memberitahu Cointelegraph. "Ia boleh membenarkan penyerang untuk memalsukan transaksi atau menyamar sebagai identiti pengeluar blok untuk sistem PoS."
Masa untuk menyediakan
Nampaknya industri kripto mungkin mempunyai kira-kira sedekad untuk bersiap sedia menghadapi potensi serangan QC, dan ini penting. Narozniak menyatakan:
"Terdapat lebih daripada masa yang mencukupi untuk membangunkan piawaian kriptografi selamat kuantum dan menyusun garpu yang mencukupi untuk protokol blockchain yang digunakan sekarang."
Apabila ditanya sama ada dia yakin bahawa kriptografi pasca-kuantum akan dibangunkan tepat pada masanya untuk menggagalkan penggodam sebelum halangan 10 minit dipecahkan, Deloitte's Barmes merujuk kepada kertas yang lebih baru dia pengarang bersama mengenai risiko kuantum kepada blockchain Ethereum yang menerangkan dua jenis serangan: serangan penyimpanan dan serangan transit. Yang pertama "kurang rumit untuk dilaksanakan, tetapi untuk mempertahankannya, anda tidak semestinya perlu menggantikan algoritma kriptografi." Sebaliknya, dia memberitahu Cointelegraph:
“Serangan transit jauh lebih sukar untuk dilaksanakan dan juga lebih sukar untuk dilindungi. Terdapat beberapa algoritma calon yang dipercayai tahan terhadap serangan kuantum. Walau bagaimanapun, kesemuanya mempunyai kelemahan prestasi yang boleh memudaratkan kebolehgunaan dan kebolehskalaan pada rantaian blok.”
Perlumbaan lengan?
Maka, apa yang berlaku di kawasan ini nampaknya adalah sejenis perlumbaan senjata — apabila komputer semakin berkuasa, algoritma pertahanan perlu dibangunkan untuk menghadapi ancaman itu.
"Corak keseluruhan ini sebenarnya bukan perkara baru kepada kami," kata Narozniak. "Kami melihatnya dalam industri lain juga." Inovasi diperkenalkan, dan yang lain cuba mencurinya, jadi mekanisme perlindungan cetak rompak dibangunkan, yang mencetuskan peranti kecurian yang lebih bijak.
"Apa yang menjadikan kes kriptografi selamat kuantum ini sedikit berbeza ialah algoritma kuantum mengenakan perubahan yang lebih drastik. Lagipun, peranti tersebut adalah berdasarkan fizik yang berbeza dan untuk masalah tertentu ia menawarkan kerumitan pengiraan yang berbeza,” tambah Narozniak.
Sesungguhnya, QC menggunakan kualiti luar biasa mekanik kuantum di mana elektron atau zarah atom boleh berada dalam dua keadaan pada masa yang sama. Dalam pengkomputeran klasik, cas elektrik mewakili maklumat sama ada 0 atau 1 dan itu tetap, tetapi dalam pengkomputeran kuantum, zarah atom boleh menjadi 0 dan 1, atau 1 dan 1, atau 0 dan a 0, dsb. Jika kualiti unik ini boleh dimanfaatkan, kuasa pengkomputeran meletup berlipat kali ganda, dan pembangunan QC, dipasangkan dengan algoritma Shor — pertama kali diterangkan pada tahun 1994 sebagai kemungkinan teori, tetapi tidak lama lagi akan menjadi realiti yang meluas, ramai yang percaya — turut mengancam untuk memecahkan penyulitan RSA, yang digunakan dalam kebanyakan internet termasuk tapak web dan e-mel.
"Ya, ia adalah perlumbaan senjata yang sangat sukar dan menarik," kata Miyano kepada Cointelegraph. “Serangan — termasuk serangan saluran sisi — terhadap sistem kripto menjadi semakin berkuasa, disebabkan kemajuan dalam komputer dan algoritma matematik yang dijalankan pada mesin. Mana-mana sistem kripto boleh dipecahkan secara tiba-tiba kerana kemunculan algoritma yang sangat berkuasa."
Mensimulasikan hubungan kewangan
Walau bagaimanapun, seseorang tidak semestinya menganggap bahawa impak pengkomputeran kuantum pada sektor kripto akan memudaratkan sepenuhnya. Samuel Mugel, ketua pegawai teknologi di Multiverse Computing, firma yang mengetuai program yang dirujuk di atas di Bank of Canada, menjelaskan bahawa dalam perintis, mereka dapat mensimulasikan rangkaian hubungan kewangan di mana keputusan yang mungkin dibuat oleh satu firma adalah sangat bergantung pada keputusan firma lain, menjelaskan lagi kepada Cointelegraph:
“Rangkaian teori permainan seperti ini sangat sukar untuk diselesaikan oleh superkomputer biasa kerana tingkah laku yang lebih optimum boleh diabaikan. Komputer kuantum mempunyai cara untuk menangani masalah jenis ini dengan lebih cekap."
Peranti berdasarkan mekanik kuantum berpotensi menawarkan kemungkinan unik lain, tambah Narozniak, "Sebagai contoh, tidak seperti keadaan klasik, keadaan kuantum tidak boleh disalin. Jika token digital diwakili menggunakan keadaan kuantum, teorem tanpa pengklonan secara automatik akan melindunginya daripada dibelanjakan dua kali ganda."
Terbaru: Kripto dilihat sebagai 'masa depan wang' di negara yang dilanda inflasi
Keterikatan kuantum juga boleh digunakan untuk mendapatkan kontrak pintar kuantum, kata Narozniak. "Token boleh terjerat semasa pelaksanaan kontrak menjadikan kedua-dua pihak terdedah kepada kerugian akhirnya jika kontrak pintar tidak dilaksanakan seperti yang dipersetujui."
Membangunkan kriptografi pasca-kuantum
Secara keseluruhannya, ancaman terhadap cryptoverse daripada pengkomputeran kuantum kelihatan nyata, tetapi kuasa yang besar akan diperlukan untuk melanggar kriptografi asas crypto, dan penggodam juga perlu bekerja di bawah kekangan masa yang ketat — hanya mempunyai 10 minit untuk menembusi kunci peribadi BTC, contohnya. Realiti untuk memecahkan penyulitan lengkung eliptik Bitcoin melalui penggunaan pengkomputeran kuantum adalah sekurang-kurangnya satu dekad lagi. Tetapi, industri perlu bermula sekarang dalam membangunkan penghalang. "Saya akan mengatakan bahawa kami harus bersedia tepat pada masanya, tetapi kami perlu mula bekerja dengan serius," kata Barmes.
Malah, sejumlah besar penyelidikan kini sedang berlaku "dalam crypto pasca-kuantum," Dawn Song, seorang profesor di bahagian sains komputer di University of California, Berkeley, memberitahu Cointelegraph, sambil menambah:
"Adalah penting untuk kita membangunkan kriptografi tahan kuantum, atau pasca-kuantum, supaya kita mempunyai alternatif sedia apabila komputer kuantum cukup berkuasa dalam realiti."
Sumber: https://cointelegraph.com/news/quantum-computing-to-run-economic-models-on-crypto-adoption