Kriptovaluta és kvantumszámítástechnika – túlzott félelem?

A kvantumszámítástechnika fenyegető árnyéka még mindig a kriptokommunikáció felett lebeg, de ez valós fenyegetés, vagy csak egy vörös hering?

A titkosítás modern életünk alapja, és a kriptovaluták alapvető eszköze. Ha ez a titkosítás megszakadna, a bányászok nem tudnák biztonságossá tenni a blokkláncot; tranzakciókat hamisíthatnak, és a nagy blokklánc-törekvés összeomlik.

Egyelőre még a szuperszámítógépek számára is életképtelen megtörni a blokkláncot. A kvantumszámítástechnikában bekövetkezett áttörés azonban egzisztenciális fenyegetést jelenthet. Itt az ideje megválni a kripto- vagy folytassa a szokásos módon?

Miben különböznek a kvantumszámítógépek?

A meglévő szuperszámítógépek hihetetlen mennyiségű adat feldolgozására képesek, de a számítógépek alapvető tulajdonságai korlátozzák őket. Minden létező számítógép bitként (1-es és 0-s) dolgozza fel az adatokat, és egyenként kénytelen feldolgozni azokat.

Ez azt jelenti, hogy a bonyolult számításokat közvetlenül az összes szükséges számítás elvégzésével kell megoldani. A titkosítással a rejtvény minden lépését meg kell oldani a kód feltöréséhez. Ez túl sokáig tartana, hogy megérje az időt.

A kvantumszámítógépek megváltoztatják a játékot. Úgy tervezték őket, hogy stabil állapotban rögzítsék a Qubitokat, és kihasználják a kvantumfizika két egyedi tulajdonságát az adatok villámgyors feldolgozása érdekében:

• Szuperpozíció: Ellentétben a rögzített bitekkel, a Qubit-ok az 1 és a 0 összes lehetséges kombinációját egyszerre tartalmazhatják. Ez lehetővé teszi, hogy több qubit egyszerre hatalmas számú különböző eredményt dolgozzon fel. Ahogy egyre több qubitet adnak hozzá, a kvantumszámítógép feldolgozási teljesítménye exponenciálisan növekszik. Ez azt jelenti, hogy a kis fejlesztések is jelentős hatást fejtenek ki.
• Összefonódás: Ez a hatás még erősebbé válik, ha egy kvantumszámítógép összegabalyodott qubiteket generál. Ez lehetővé teszi egy qubit állapotának megváltoztatását, és előre láthatóan megváltoztatja az összes többi qubit állapotát, amelybe belegabalyodik. Ez lehetővé teszi több qubit párhuzamos működését, jelentősen növelve az egyes qubitek feldolgozási teljesítményét.

Hatalmas következményei lennének annak, ha egy számítógép eléri a kvantumfölényt, vagy képes következetesen felülmúlni a hagyományos számítógépeket. Ez elősegítené a kutatás évtizedekkel való előrehaladását, és az emberi fejlődés következő lépcsőfoka lehetne. De akár egyik napról a másikra elavulttá teheti a kriptográfiát.

A legtöbb fő blokklánc az ECDSA-ra (Elliptical Curve Digital Signature Algorithm) támaszkodik. Ez lehetővé teszi a blokkláncok számára, hogy véletlenszerű 256 bitet hozzanak létre magánkulcs és egy csatolt nyilvános kulcs, amely megosztható harmadik felekkel anélkül, hogy felfedné a titkos kulcsot.

Elméletileg triviális lenne, ha egy kvantumszámítógép feltárná a kulcsok közötti kapcsolatot, ami lehetővé tenné egy pénztárca feltörését és az alapok felszámolását.

Egy másik probléma az, hogy egy kvantumszámítógép képes lehet uralni a hagyományos Proof of Work (PoW) konszenzusos hálózatokat, és 51%-os támadást hajt végre. Ez lehetővé tenné, hogy átvegye az irányítást a blokklánc felett, és jóváhagyja a csaló blokkokat.

Évtizedekre lehetünk a kvantumszámítógépektől

A kvantumszámítógépekben rejlő lehetőségek ellenére valószínűleg nem ők jelentik azt az áttörést, amelyet egyesek jósolnak. A Google azt állította, hogy eléri a kvantumfölényt, de valójában az általuk használt algoritmust nem volt gyakorlati célja. Lényegében az összes létező kvantumszámítógép csak az elképzelések bizonyítéka, és még nem használjuk őket egy valós probléma megoldására, például a titkosítás feltörésére.

Még ha mi is do sikerül áttörést találni és valódi kvantumfölényt elérni, a skálázhatósági problémák megakadályozhatják, hogy a kvantumszámítógépek hasznosak legyenek a laboratóriumi környezeten kívül. A hatásával dekoherencia, még az apró rezgések vagy a hőmérséklet-változások is a kvantumszámítógép meghibásodását okozhatják. Ez értéktelenné tenné őket a legtöbb környezetben, és a rossz színészek számára nehéz lenne megszerezni, nemhogy használni.

A másik nagy ismeretlen, hogy milyen gyorsan fejlődhet a kvantumszámítás. Moore törvénye a tranzisztorok számának megduplázását javasolja kétévente. De ez nem feltétlenül vonatkozik a kvantumszámítógépekre.

Tekintettel a kvantumgépekben használt bonyolult elektronikára, valószínű, hogy jelentős akadályokba ütközünk majd a kapacitásbővítés során. Lehet, hogy a kis számú qubittel rendelkező gépekre korlátozódhatunk. Röviden, még akkor is, ha mi do építeni egy kvantumszámítógépet, lehet, hogy évtizedekig nem tud semmi hasznosat csinálni.

Mi van, ha van egy kvantumszámítási ugrás?

Az érvelés kedvéért tegyük fel, hogy a Google áttörést jelentő technikát talál a qubitek tárolására a következő 6 hónapban. Ez lehetővé teszi a vállalat számára, hogy skálázható kvantumszámítógépet építsen. Szerencsétlen események sorozatán keresztül pedig egy rossz színész kezébe kerül. Ez végleg megbénítaná a kriptovalutát?

Még ha ez a teljesen valószínűtlen eseménysorozat meg is történne, lehet, hogy nem az az apokaliptikus esemény, amelyet egyesek előre megjósolnak. Kezdjük azzal a kockázattal, hogy a pénztárca privát kulcsai visszafejtettek.

Létező legjobb gyakorlatok előírják, hogy egy pénztárcát egyszer kell használni, majd az összes tokent ki kell venni egy offline pénztárcába vagy hűtőtárba.

Még egy kvantumszámítógépnek is szüksége van egy kis időre, hogy feltörje a BTC pénztárca privát kulcsát. Jelenleg ez minden bizonnyal hosszabb lenne, mint a átlagosan 9 perc egy Bitcoin-tranzakció vesz igénybe. Ez azt jelenti, hogy ha a felhasználó bevett gyakorlatot követ, a támadóknak csak üres pénztárcákat kell találniuk.

Meg kell jegyezni, hogy egy kellően erős kvantumszámítógép elméletileg feltörheti a Bitcoin meglévő titkosítását, mielőtt a tranzakció befejeződik. Ez azonban még középtávon sem valószínű.

A kvantumszámítógépek hatása a munkabizonyítás (PoW) konszenzusára egy kicsit bonyolultabb.

Egy kvantumszámítógépnek időre lesz szüksége futtassa le az összes számítását mielőtt következtetésre jutna. Eközben minden hagyományos bányász aktívan próbálkozik minden kombinációval, így a kvantumbányásznak abban kell reménykednie, hogy senki más nem találta meg a megoldást. Ezenkívül a kvantumszámítógép üzemeltetésének költsége meghaladhatja a nagyszámú hagyományos számítógép párhuzamos futtatásának előnyeit.

Bár ez az érv némi vigaszt nyújt, nem mindenki törekszik majd kriptovaluta bányászására gazdasági okokból. Ha egy rossz szereplő képes lenne kvantumszámítógépekkel folyamatosan ellenőrizni a hálózat 51%-át, akkor ezt felhasználhatná a Bitcoin és más kriptovaluták teljes delegitimizálására. Jelenleg nincs védekezés az ilyen „irracionális szereplőkkel” szemben, akik a közvetlen haszonon kívüli okokból akarják károsítani a blokklánc-technológiát.

Mit tesz a kriptográfiai világ a kvantumszámítástechnika elleni védekezés érdekében?

Míg a kvantumszámítógépek veszélye távoli, sok szervezet komolyan veszi. 2016-ban a NIST versenyt indított új kriptográfiai szabványok kidolgozására, amelyeket úgy terveztek, hogy kvantumállóak legyenek. Ezeket az új szabványokat kemény villák segítségével be lehetne ültetni a meglévő kriptovaluta projektekbe. Így segíthetnek kvantumbiztosítani a blokkláncot, mielőtt a kvantumszámítógépek széles körben elérhetővé válnának.

Számos projekt is dolgozik bizonyos blokkláncok kvantumbiztosításának módjain. Az egyik legkézenfekvőbb jelölt a Quantum Resistant Ledger (QRL), amely az eXtended Merkle Signature Scheme (XMSS) első valós megvalósítása. Ezt a hash-alapú aláírást lényegesen nehezebb feltörni egy kvantumszámítógép számára, mint a meglévő titkosítási módszereket.

Még a nagy kriptovaluták is komolyan veszik a fenyegetést. Az Ethereum fejlesztői már kijelentették, hogy el fognak távolodni a kvantum-sebezhető ECDSA titkosítási módszerek az Ethereum 2.0-ban. A fejlesztők többféle megközelítéssel játszanak, amelyek segíthetnek a kriptovaluta kvantumvédelmének megerősítésében.

Az Ethereum megoldásai, köztük a Proof of Stake (PoS) régóta várt átállása azonban még mindig nem oldja meg a magánkulcsok visszafejtésének problémáját. Még ha kriptovalutát tesz is, a felhasználónak fel kell fednie nyilvános címét a hozzáféréshez. Ez sebezhetővé teszi őket a kvantumszámítógépes támadásokkal szemben.

Kripto cég Particl úgy véli, hogy megvan a megoldás: a hideg tágulás. Ez a megközelítés több aláírású címeket használ, lehetővé téve a mobiltárcához csatlakoztatott, dedikált tétszámítógép használatát. A gép a mobiltárca kulcsától eltérő nyilvános kulcsot sugároz, és szinte lehetetlen visszakapcsolni hozzá. Hasonló a kéttényezős hitelesítési szolgáltatásokhoz, amelyeket ma számos technológiai termék kínál.

Az ötlet ijesztőbb, mint a valóság

A gyakorlati szempontokat pillanatnyilag félretéve a kvantumszámítástechnika valódi veszélye a piaci reakció. A kriptobefektetők többsége (és valljuk be, az újságírók) nem igazán érti a kvantumszámítást. Ha a következő évtizeden belül életképes, skálázható kvantumszámítógépet kapunk, és ez nagy, akkor a szakértők a félelemkeltés és a kriptovaluta halálát jósló szalagcímek lázába esnek.

Ez a reakció károsabb lehet a kriptográfia számára, mint maguk a kvantumszámítógépek. Hatalmas eladást idézhet elő, és alááshatja a kriptográfia hírnevét. Ezt szem előtt tartva fontos, hogy a titkosító közösség ésszerű lépéseket tegyen a kvantumszámítógépek ellen.

Ugyanilyen fontos, hogy magának a közösségnek időbe telik, hogy megértse a kvantumszámítás valóságát. Mit tud, és mit nem. A kvantumszámítógépek minden bizonnyal megváltoztatják a világot, de egy kis felkészüléssel és sok józan ész segítségével nem jelentik az általunk ismert kriptovaluta végét.

* A cikkben található információk és a hivatkozások csak általános tájékoztatási célokat szolgálnak, és nem minősülnek pénzügyi vagy befektetési tanácsnak. Javasoljuk, hogy a pénzügyi döntések meghozatala előtt végezzen saját kutatásokat, vagy konzultáljon szakemberrel. Kérjük, ismerje el, hogy nem vállalunk felelősséget az ezen a weboldalon található információkból eredő károkért.