Mengapa pengkomputeran kuantum bukan ancaman kepada kripto… lagi

Pengkomputeran kuantum telah menimbulkan kebimbangan mengenai masa depan cryptocurrency dan teknologi blockchain dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Sebagai contoh, lazimnya diandaikan bahawa komputer kuantum yang sangat canggih suatu hari nanti akan dapat memecahkan penyulitan masa kini, menjadikan keselamatan menjadi kebimbangan serius bagi pengguna dalam ruang blockchain.

. Protokol kriptografi SHA-256 digunakan untuk keselamatan rangkaian Bitcoin pada masa ini tidak boleh dipecahkan oleh komputer hari ini. Walau bagaimanapun, pakar menjangka bahawa dalam tempoh sedekad, pengkomputeran kuantum akan dapat memecahkan protokol penyulitan sedia ada.

Berkenaan sama ada pemegang perlu bimbang tentang komputer kuantum yang menjadi ancaman kepada mata wang kripto, Johann Polecsak, ketua pegawai teknologi Platform QAN, platform blockchain lapisan-1, memberitahu Cointelegraph:

“Sudah tentu. Tanda tangan lengkung eliptik — yang menjanakan semua rantaian blok utama hari ini dan yang terbukti terdedah kepada serangan QC — akan pecah, yang merupakan SATU-SATUNYA mekanisme pengesahan dalam sistem. Sebaik sahaja ia pecah, adalah mustahil untuk membezakan pemilik dompet yang sah dan penggodam yang memalsukan tandatangan satu.

Jika algoritma cincang kriptografi semasa pernah diretak, itu menyebabkan aset digital bernilai ratusan bilion terdedah kepada kecurian daripada pelakon yang berniat jahat. Walau bagaimanapun, di sebalik kebimbangan ini, pengkomputeran kuantum masih jauh lagi sebelum menjadi ancaman yang berdaya maju kepada teknologi blockchain. 

Apakah pengkomputeran kuantum?

Komputer kontemporari memproses maklumat dan menjalankan pengiraan menggunakan "bit." Malangnya, bit ini tidak boleh wujud serentak di dua lokasi dan dua keadaan berbeza.

Sebaliknya, bit komputer tradisional mungkin mempunyai nilai 0 atau 1. Analogi yang baik ialah suis lampu dihidupkan atau dimatikan. Oleh itu, jika terdapat sepasang bit, sebagai contoh, bit tersebut hanya boleh memegang satu daripada empat kombinasi berpotensi pada bila-bila masa: 0-0, 0-1, 1-0 atau 1-1.

Dari sudut pandangan yang lebih pragmatik, implikasi daripada ini ialah mungkin komputer purata mengambil masa yang agak lama untuk menyelesaikan pengiraan yang rumit, iaitu yang perlu mengambil kira setiap konfigurasi yang berpotensi.

Komputer kuantum tidak beroperasi di bawah kekangan yang sama seperti komputer tradisional. Sebaliknya, mereka menggunakan sesuatu yang disebut bit kuantum atau "qubit" dan bukannya bit tradisional. Qubit ini boleh wujud bersama dalam keadaan 0 dan 1 pada masa yang sama.

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, dua bit hanya boleh memegang satu daripada empat kemungkinan kombinasi secara serentak. Walau bagaimanapun, sepasang qubit mampu menyimpan keempat-empat pada masa yang sama. Dan bilangan pilihan yang mungkin berkembang secara eksponen dengan setiap qubit tambahan.

Terbaru: Maksud Gabungan Ethereum untuk penyelesaian lapisan-2 blokchain

Akibatnya, komputer kuantum boleh menjalankan banyak pengiraan sambil mempertimbangkan beberapa konfigurasi yang berbeza secara serentak. Sebagai contoh, pertimbangkan Pemproses Sycamore 54-qubit yang dibangunkan oleh Google. Ia dapat menyelesaikan pengiraan dalam 200 saat yang memerlukan superkomputer paling berkuasa di dunia 10,000 tahun untuk disiapkan.

Secara ringkas, komputer kuantum jauh lebih pantas daripada komputer tradisional kerana mereka menggunakan qubit untuk melakukan berbilang pengiraan secara serentak. Di samping itu, kerana qubit boleh mempunyai nilai 0, 1 atau kedua-duanya, ia jauh lebih cekap daripada sistem bit binari yang digunakan oleh komputer semasa.

Pelbagai jenis serangan pengkomputeran kuantum

Serangan storan yang dipanggil melibatkan pihak berniat jahat yang cuba mencuri wang tunai dengan memfokuskan pada alamat rantaian blok yang mudah terdedah, seperti alamat di mana kunci awam dompet kelihatan pada lejar awam.

Empat juta Bitcoin (BTC), atau 25% daripada semua BTC, terdedah kepada serangan oleh komputer kuantum kerana pemilik menggunakan kunci awam yang tidak dicincang atau menggunakan semula alamat BTC. Komputer kuantum perlu cukup berkuasa untuk mentafsir kunci peribadi daripada alamat awam yang tidak dicincang. Jika kunci persendirian berjaya ditafsirkan, pelakon yang berniat jahat itu boleh mencuri dana pengguna terus dari dompet mereka.

Walau bagaimanapun, pakar menjangkakan bahawa kuasa pengkomputeran diperlukan untuk melakukan serangan ini akan menjadi berjuta-juta kali lebih banyak daripada komputer kuantum semasa, yang mempunyai kurang daripada 100 qubit. Namun begitu, penyelidik dalam bidang pengkomputeran kuantum telah membuat hipotesis bahawa bilangan qubit yang digunakan mungkin mencapai 10 juta dalam tempoh sepuluh tahun akan datang.

Untuk melindungi diri mereka daripada serangan ini, pengguna crypto perlu mengelak daripada menggunakan semula alamat atau memindahkan dana mereka ke alamat di mana kunci awam belum diterbitkan. Ini kedengaran bagus dari segi teori, tetapi ia boleh terbukti terlalu membosankan untuk pengguna harian.

Seseorang yang mempunyai akses kepada komputer kuantum yang berkuasa mungkin cuba mencuri wang daripada transaksi blockchain dalam transit dengan melancarkan serangan transit. Kerana ia digunakan untuk semua transaksi, skop serangan ini jauh lebih luas. Walau bagaimanapun, melaksanakannya adalah lebih mencabar kerana penyerang mesti menyelesaikannya sebelum pelombong boleh melaksanakan transaksi.

Dalam kebanyakan keadaan, penyerang mempunyai masa tidak lebih daripada beberapa minit kerana masa pengesahan pada rangkaian seperti Bitcoin dan Ethereum. Penggodam juga memerlukan berbilion qubit untuk melakukan serangan sedemikian, menjadikan risiko serangan transit jauh lebih rendah daripada serangan storan. Walau bagaimanapun, ia masih menjadi sesuatu yang perlu diambil kira oleh pengguna.

Melindungi daripada serangan semasa dalam transit bukanlah satu tugas yang mudah. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk menukar algoritma tandatangan kriptografi asas blokchain kepada yang tahan terhadap serangan kuantum.

Langkah-langkah untuk melindungi daripada pengkomputeran kuantum

Masih terdapat banyak kerja yang perlu dilakukan dengan pengkomputeran kuantum sebelum ia boleh dianggap sebagai ancaman yang boleh dipercayai kepada teknologi blockchain. 

Di samping itu, teknologi blockchain kemungkinan besar akan berkembang untuk menangani isu keselamatan kuantum pada masa komputer kuantum tersedia secara meluas. Sudah ada mata wang kripto seperti IOTA yang menggunakan graf asiklik terarah (DAG) teknologi yang dianggap tahan kuantum. Berbeza dengan blok yang membentuk rantaian blok, graf asiklik terarah terdiri daripada nod dan sambungan di antara mereka. Oleh itu, rekod transaksi crypto mengambil bentuk nod. Kemudian, rekod pertukaran ini disusun satu di atas yang lain.

Kekisi blok ialah satu lagi teknologi berasaskan DAG yang tahan kuantum. Rangkaian rantaian sekat seperti Platform QAN menggunakan teknologi untuk membolehkan pembangun membina kontrak pintar tahan kuantum, aplikasi terdesentralisasi dan aset digital. Kriptografi kekisi tahan terhadap komputer kuantum kerana ia berdasarkan masalah yang mungkin tidak dapat diselesaikan oleh komputer kuantum dengan mudah. The nama diberikan kepada masalah ini ialah Masalah Vektor Terpendek (SVP). Secara matematik, SVP ialah soalan tentang mencari vektor terpendek dalam kekisi dimensi tinggi.

Terbaru: ETH Merge akan mengubah cara perusahaan melihat Ethereum untuk perniagaan

Adalah dianggap bahawa SVP sukar untuk diselesaikan oleh komputer kuantum kerana sifat pengkomputeran kuantum. Hanya apabila keadaan qubit diselaraskan sepenuhnya, prinsip superposisi boleh digunakan oleh komputer kuantum. Komputer kuantum boleh menggunakan prinsip superposisi apabila keadaan qubit diselaraskan dengan sempurna. Namun, ia mesti menggunakan kaedah pengiraan yang lebih konvensional apabila negeri-negeri tidak. Akibatnya, komputer kuantum tidak mungkin berjaya menyelesaikan SVP. Itulah sebabnya penyulitan berasaskan kekisi selamat terhadap komputer kuantum.

Malah organisasi tradisional telah mengambil langkah ke arah keselamatan kuantum. JPMorgan dan Toshiba telah bekerjasama untuk membangunkan pengagihan kunci kuantum (QKD), penyelesaian yang mereka dakwa sebagai tahan kuantum. Dengan penggunaan fizik kuantum dan kriptografi, QKD membolehkan dua pihak berdagang data sulit sambil pada masa yang sama dapat mengenal pasti dan menggagalkan sebarang usaha pihak ketiga untuk mencuri dengar transaksi. Konsep ini dilihat sebagai mekanisme keselamatan yang berpotensi berguna terhadap serangan blockchain hipotesis yang mungkin dilakukan oleh komputer kuantum pada masa hadapan.