Galvenais blokķēdes un tā lietojumu pārdošanas punkts ir tas, ka kriptogrāfiski nodrošinātas izplatītās grāmatas normālos apstākļos ir praktiski “nesalaužamas”, ņemot vērā pašreizējo skaitļošanas tehnoloģiju stāvokli. Tomēr tā derīgums lielā mērā ir atkarīgs no pieņēmuma “tehnoloģiju stāvoklis”. Ja rodas paradigmatiskas izmaiņas skaitļošanā, mūsdienu blokķēdē balstītās sistēmas var kļūt neaizsargātas pret draudiem, kas nav ņemti vērā to projektā. Bet cik steidzami tas draud drīz vien notikt?
Pārejas, ko fiziķi ir veikuši pēdējās trīs desmitgadēs, lai izveidotu operatīvu kvantu datoru, drīz varētu veicināt šādu pāreju. Tā kā atskaites punktu sauc par “kvantu pārākumu”, kurā kvantu dators pārspēj tradicionālo datoru, veicot noteiktu uzdevumu. jebkurā dienā tagad, uzmanības centrā nonāk jautājums par to, vai perspektīvās kvantu bāzes ierīces spēj “nogalināt” blokķēdi.
Kvantu skaitļošanas pamats
Kvantu dators ir jebkura ierīce, kas aprēķinu veikšanai izmanto kvantu mehānikas principus. Informācijas glabāšanai un manipulēšanai parastajos datoros tiek izmantotas bināras vienības, ko sauc par bitiem, kas var attēlot vienu no diviem iespējamiem stāvokļiem: 0 vai 1. Kvantu mašīnas paļaujas uz kvantu bitiem (vai kvitiem), kas vienlaikus var būt gan 0, gan 1. . Šī parādība, sauca superpozīcija, ļauj šādām ierīcēm veikt noteiktus uzdevumus daudz ātrāk nekā to bitu bāzes kolēģi.
Vēl viens fundamentāls termins kvantu teorijā ir sapīšanās. Kad ir sapinušās divas daļiņas, tās pastāv vienā kvantu stāvoklī un mainās stāvoklī, ja kāds liek savam vienaudzim attiecīgi mainīties, neatkarīgi no tā, cik tālu abas atrodas fiziskajā telpā. Šādi sapārojot kubitus, tiek strauji palielināta kvantu datora skaitļošanas jauda.
Superpozīcijas stāvokli, kas nepieciešams aprēķinu veikšanai, ir grūti sasniegt un ārkārtīgi grūti uzturēt. Fiziķi izmanto lāzeru un mikroviļņu starus, lai ievietotu kubitus šajā darba stāvoklī, un pēc tam izmanto virkni paņēmienu, lai to pasargātu no mazākām temperatūras svārstībām, trokšņiem un elektromagnētiskiem viļņiem. Pašreizējie kvantu datori ir ārkārtīgi pakļauti kļūdām, jo darba stāvoklis ir trausls, kas izkliedējas tā sauktajā procesā dekoherence pirms var veikt lielāko daļu operāciju.
Kvantu skaitļošanas jaudu nosaka tas, cik kubitus mašīna var vienlaikus piesaistīt. Sākot ar pazemīgiem diviem kubitiem, kas sasniegti pirmajos eksperimentos 1990. gadu beigās, šodien jaudīgākais kvantu dators, kuru pārvalda Google, var izmantot līdz pat 72 kvitiem.
Kvantu datori un blokķēde
Atzīstot visus parastos atrunas, ideja par blokķēžu nemainīgumu un nepārspējamu drošību ir plaši pieņemta: tā ir sabiedrības uzticības digitālajiem aktīviem pamats un veicina masveida ieviešanu. Tomēr kvantu skaitļošanas parādīšanās var apdraudēt publiskās atslēgas kriptogrāfijas integritāti, kas ir blokķēdes drošības pamats.
Kaut arī kvantu datoru potenciālo lietojumu klāsts ir plašs, bloka ķēdes tehnoloģijas un kriptogrāfijas kontekstā visatbilstošākais ir spēja palaist konkrētus algoritmus daudz ātrāk nekā jebkurš esošais superdators. Viens no visplašāk apspriestajiem iespējamās lietošanas gadījumiem ir slavenā vadīšana Šora algoritms faktoru sadalīšanai, kas varētu padarīt daudzus mūsdienu šifrēšanas paņēmienus novecojušus.
Kā novēroja Krievijas Kvantu centra pētnieku grupa rakstu žurnālam Nature viens potenciāls risks izriet no fakta, ka blokķēdes drošība lielā mērā ir atkarīga no vienvirziena matemātiskām funkcijām – tām, kuras ir viegli palaist, tomēr daudz grūtāk aprēķināt otrādi. Šādas funkcijas tiek izmantotas, lai ģenerētu ciparparakstus un apstiprinātu darījumus virsgrāmatā.
Noziedznieks, kas aprīkots ar funkcionālu kvantu ierīci, ārkārtīgi ātri varētu veikt reversos aprēķinus, kas viņiem ļautu viltot parakstus, uzdoties par citiem lietotājiem un piekļūt viņu digitālajiem aktīviem. Kalnrūpniecības kontekstā šāds ļaunprātīgs dalībnieks varētu pārņemt virsgrāmatas atjaunināšanas procesu, manipulēt ar darījumu vēsturi un divreiz tērēt monētas.
Krievijas pētnieki ierosināja, lai šifrētu sistēmu arhitekti nekavējoties sāktu piesardzības pasākumus pret šiem draudiem. Viens no risinājumiem varētu būt parasto digitālo parakstu nomaiņa ar kvantu izturīgu kriptogrāfiju – tāda veida drošības algoritmi, kas īpaši izstrādāti, lai izturētu uzbrukumu no pietiekami jaudīga kvantu datora. Cits līdzeklis, ko ieteica krievu fiziķi, būs pieejams tikai ar kvantu interneta parādīšanos, kas joprojām ir pieejams vairākus gadu desmitus. Šī iespējamā bezvadu sakaru arhitektūra, kuras pamatā ir savienojums starp attālajām sapinušajām kvantu daļiņām, ļaus atvērt daudz jaunu blokķēdes modeļu un dizainu.
Tas zināmā mērā saskan ar prātu saliekošo ideju, ko nesen Radžans un Mets Vissers no Jaunzēlandes Viktorijas universitātes pauda nesen pētnieciskais darbs. Viņi ierosināja atteikties no kvantu kriptogrāfijas izmantošanas un pāriet taisni, lai padarītu blokķēdi par pašu kvantu sistēmu. Viņu modelis apraksta blokķēdi, kuras pamatā ir kvīti, kas sapinušies ne tikai telpā, bet arī laikā. Mēģinājums retrospektīvi mainīt darījumu reģistru, ko laika gaitā kodē vienas daļiņas stāvokļu vēsture, būtu neiespējams, daļiņu pilnībā neiznīcinot. Tomēr šī modeļa realizācija būtu neiespējama, kamēr kvantu internets nav izveidots un darbojas.
Praktizētāji sver
Lai gan akadēmiķu ierosinātie futūristiskie risinājumi var būt pagājuši gadu desmitiem, šobrīd notiek daudz praktisku pētījumu un izstrādes kvantu skaitļošanā un kvantu kriptogrāfijā. Cointelegraph aptaujātie eksperti, kas strādā ar kvantu skaitļošanas lietojumprogrammām, atšķīrās no viedokļiem par to, cik tūlītēji ir kvantu draudi. Janit Altshuler, MIT pētnieks un izpilddirektors, kā arī prediktīvās analīzes platformas Endor Protocol līdzdibinātājs, sacīja:
“Kvantu datori kļūst neticami jaudīgi, un tie virzās uz priekšu ātrāk nekā vairums cilvēku gaidīja. Tomēr viņu iespējas nepārkāps blokķēdi. Katru gadu, kad tiek izlaista jauna aparatūra, tā atjauno bažas par blokķēdes integritāti, taču nav pierādījumu, ka kvantu skaitļošana varētu apdraudēt blokķēdi. ”
Stjuarts Alens, kvantu skaitļošanas uzņēmuma IonQ galvenais operatīvais darbinieks, uzskata, ka līdz brīdim, kad kvantu dators kļūst pietiekami jaudīgs, lai apdraudētu mūsdienu blokķēžu integritāti, drošības sistēmas būs pārgājušas uz algoritmiem, kas tos spēj saturēt:
“Īstermiņā nepastāv reāli draudi, ka kvantu datori īsā laikā pārtrauks blokķēdes kriptogrāfiju. Ja un kad tas notiks, kriptogrāfija tiks pārcelta uz vairāk kvantu drošiem algoritmiem. Mēs esam vismaz desmit gadus no kvantu datoriem, kas spēj izjaukt blokķēdes kriptogrāfiju. ”
Tomēr citi ne visai piekrita šim optimistiskajam viedoklim.
ILCoin izpilddirektors Norberts Goffa pauda bažas par kvantu darbināmu kalnrūpniecības baseinu iespējamo parādīšanos:
“Ja kādam ir kvantu bāzes ieguves fonds, ir viegli dominēt pār citiem. […] Šodien mums nav nevienas kvantu bāzes kalnrūpniecības mašīnas. No otras puses, daudzi uzņēmumi strādā pie kvantu bāzes skaitļošanas tehnoloģijas. Mēs uzskatām, ka nākamajos piecos gados tas varētu būt reāls. Varbūt mazāk, kas zina? ”
Rakesh Ramachandran, QBRICS Inc izpilddirektors un līdzdibinātājs, uzsvēra, ka kvantu skaitļošana ir gatava iedarboties praktiski visās sfērās, kurās tiek izmantota kriptogrāfija. Blokķēdes tehnoloģijas gadījumā viņš teica, ka mēs varētu sagaidīt sistēmisku maiņu:
“Kvantu datori atkārtoti definēs ne tikai blokķēdes kriptogrāfiju, bet visur, kur ir kriptogrāfijas pielietojums, ieskaitot vienkāršas lietas, piemēram, tiešsaistes banku vietni. Ir veikts ievērojams pētījums un tiek veikts darbs, lai mazinātu ietekmi un pārietu uz kvantu izturīgu kriptogrāfiju vai pēckvantu kriptogrāfiju.
“Tomēr blokķēdes izaicinājums nav tikai draudi, ko pārstāv kvantu skaitļošana, bet gan darbības joma, kā blokķēde pāriet uz jauno kriptogrāfijas versiju.”
Visi eksperti sniedza pārsteidzoši līdzīgus aprēķinus par to, cik daudz laika mums ir, pirms kvantu datori var radīt draudus blokķēdes integritātei, svārstoties diapazonā no pieciem līdz 10 gadiem. Viņi arī bija diezgan konsekventi savās receptēs, lai risinātu potenciālos ar kvantu darbināmos uzbrukumus: lielākā daļa ir vienisprātis, ka būs nepieciešama pakāpeniska pāreja uz kvantu izturīgu kriptogrāfiju, kā arī jāveido infrastruktūra, kas to atbalstīs. Blokķēdēm būs jāattīstās, taču maz ticams, ka kvantu skaitļošanas tehnoloģija būtiski apdraudēs viņu eksistenci.