Ar kvantinis kompiuteris gali sugadinti Bitcoin?

Leiskite man pradėti šį kūrinį nuo atsakomybės. Neturiu pakankamai didelių smegenų, kad galėčiau suprasti, kas yra kvantinė kompiuterija.

Tai pasakius, man labai įdomu jo galimas poveikis Bitcoin ir dėl to pastaruoju metu laisvalaikiu skyriau šiek tiek laiko tai tyrinėjimui. Žinai, „dėl pramogos“. Tiesą sakant, anksčiau šį mėnesį pusę dienos praleidau oro uoste, tad ką turėjau daryti, kad praleisčiau laiką?

Ar ieškote greitų naujienų, karštų patarimų ir rinkos analizės? Prisiregistruokite gauti „Invezz“ naujienlaiškį šiandien.

Sugalvojau, kad sudarysiu dalį, bandydamas apibendrinti savo tyrimus ir paaiškinti, kas yra kvantinis kompiuteris, taip pat jo poveikį Bitcoin, paprastais žodžiais, todėl kiti normalūs žmonės, tokie kaip aš – nepaprasti mokslininkai, jei norite, gali. suvokti tai. Štai ką radau.

Kas yra kvantinė kompiuterija?

Kvantinė kompiuterija yra sparčiai besivystanti technologija kuri remiasi kvantine mechanika, kad išspręstų problemas, kurios yra per daug pažengusios „normaliems“ kompiuteriams. Jame nagrinėjama subatominių dalelių sąveika ir judėjimas, ir ji išsivystė į vietą, kurios dauguma mokslininkų net prieš kelerius metus negalėjo įsivaizduoti.

Iš esmės pagalvokite apie itin galingus kompiuterius, kurie gali išspręsti itin sudėtingus matematinius ir kriptografinius galvosūkius yyyyyy greičiau nei klasikiniai kompiuteriai šiandien. Užuominos užuomina.

Ką tai turi bendro su Bitcoin?

Bitcoin yra pagrįstas tai, kas vadinama asimetrine kriptografija. Tai reiškia, kad ji veikia pagal principą, vadinamą „vienpuse funkcija“. Kiekvienai „Bitcoin“ piniginei yra du svarbūs aspektai: privatus raktas ir viešasis raktas. Jei turite privatų raktą, galite lengvai nustatyti viešąjį raktą. Tačiau – ir tai yra esminė dalis – negalioja atvirkščiai, taigi, jei turite kažkieno viešąjį raktą, negalite nustatyti jo privataus rakto. Vadinasi, „vienpusė funkcija“.

Tai turi prasmę. Akivaizdu, kad „Bitcoin“ būtų nenaudingas, jei galėtumėte paimti kieno nors viešąjį raktą (kuris dažniausiai yra prieinamas visiems internete) ir iš to išskaičiuoti jo asmeninį raktą, taip įgydami prieigą prie piniginės. Nėra galimybės to padaryti naudojant šiuolaikinius kompiuterius, nes norint išsiaiškinti, kas yra privatusis raktas, reikės atlikti astronominį skaičių skaičiavimų.

Žingsnis į kvantinius kompiuterius. Pagalvokite apie kvantinį kompiuterį, pavyzdžiui, Alberto Einšteino smegenis, ir įprastą kompiuterį, kaip mano varganos smegenys. Dalykai, kurie man yra visiškai neįgyvendinami, visiškai atitinka pono Einšteino galimybes. Ir pagal šią analogiją Einšteinas gali nulaužti privatųjį raktą.

Daugelis mano, kad kvantiniai kompiuteriai yra neišvengiami. Žvelgiant į jų pažangą pastaraisiais metais, būtų sunku lažintis prieš tai. Pavyzdžiui, 2019 m. "Google" straipsnyje (kurio nekantriai laukė tyrėjai) teigė, kad sukūrė ypač pažangų kvantinį kompiuterį. Šis kompiuteris galėjo atlikti skaičiavimus per 200 sekundžių, o tai šiuolaikiniam pažangiausiam klasikiniam kompiuteriui, vadinamam Summit, užtruktų maždaug 10,000 XNUMX metų.

Naudodamas Bitcoin, norėdamas siųsti bitkoinus iš vieno adreso į kitą, siuntėjas turi patvirtinti, kad jam priklauso (viešasis) adresas, kuriame saugomos lėšos. Norėdami tai padaryti, jie turi pateikti skaitmeninį parašą savo privataus rakto forma, kad įrodytų, jog lėšos šiuo adresu yra jų. Turėdamas pakankamai galingą kvantinį kompiuterį, kažkas, turintis jūsų viešąjį raktą, gali nulaužti kodą, kad gautų jūsų privatųjį raktą, taip įgydamas galią suklastoti parašą ir nušluoti visus jūsų bitkoinus. Šokas ir siaubas! Šauktukas!

Bet palaukite – tai nereiškia, kad bitkoinų piniginės netrukus bus nulaužtos. Bent jau ne visi.

Ar kvantiniai kompiuteriai nulaužys Bitcoin?

Šiuo tikslu Bitcoin adresus galima suskirstyti į dvi kategorijas. Iš pradžių tai skambės šiek tiek sudėtingai, bet būkite su manimi – atminkite, kad aš taip pat nesu kompiuterinis, todėl liksiu paprasta ir susiesiu viską.

Pirmoji iš dviejų Bitcoin adresų kategorijų vadinama „mokėjimu į viešąjį raktą“ (p2pk). Tai buvo OG adreso tipas, todėl dauguma adresų iš tos dienos patenka į šią kategoriją. Tai apima jūsų bitkoinus, pone arba ponia Nakamoto, bet daugiau apie Satoshi pasekmes vėliau.

Šie p2pk adresai yra pažeidžiamiausi, kai kalbama apie galimą ateitį, apimančią kvantinius kompiuterius. Viešąjį raktą galima gauti tiesiogiai iš piniginės adreso ir, kadangi tai yra blokų grandinė, visi adresai yra matomi visiems pasaulyje.

Pavyzdžiui, tai yra bitkoino genezės adresas, pirmasis kada nors sukurtas adresas. Satoshi Nakamoto – kad ir kur būtum, didysis žmogau – gavo 50 bitkoinų kaip atlygį už tai, kad sausio 3 d.^rd 2009. Nuo to laiko 50 bitkoinų niekada nepaliko adreso. Ir kiekvienas gali nustatyti šio adreso viešąjį raktą.

(O, kaip linksma pastaba, kaip matote žemiau, šiame adresu yra 68 bitkoinai, nepaisant to, kad Satoshi uždirbo tik 50 bitkoinų už jo gavybą. Taip yra todėl, kad žmonės daugelį metų siuntė bitkoinus šiuo adresu, kad parodytų savo dėkingumą už tai, ką padarė Satoshi).

Satoshi iš tikrųjų išgavo daugiau nei 22,000 50 bitkoinų blokų su nauju adresu kiekvieną kartą, nes norėjo likti kiek įmanoma anonimiškesnis. Kiekviename iš šių adresų yra 1 bitkoinų (vėlgi, nė vienas iš jų niekada nejudėjo – deimantinės rankos imperatorius), manoma, kad Satoshi priklauso apie XNUMX milijonas bitkoinų.

Bet vis tiek grįžkime prie esmės. Akivaizdu, kad tai ankstyvieji bitkoino adresai, todėl jie patenka į p2pk kategoriją. Tai reiškia, kad viešai matomi adresai, pavyzdžiui, genezės adresas, kaip parodyta aukščiau – 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa – visi turi savo viešuosius raktus, kuriuos gali gauti bet kas pasaulyje.

Ir kai pasirodys kvantinis kompiuteris, jis galės nulaužti šių adresų privatųjį raktą iš šių turimų viešųjų raktų ir nušluoti visus bitkoinus. Esminis šio skyriaus akcentas yra tas, kad norint, kad Bitcoin adresas būtų pažeistas kvantinio kompiuterio, pirmiausia jis turi turėti prieinamą viešąjį raktą.

Ar visi adresai gali būti nulaužti kvantinių kompiuterių?

Laimei, ne visi adresai patenka į šią kategoriją. Antroji kategorija yra naujesnis adreso tipas, vadinamas „mokėjimo į viešąjį raktą maišą“ (p2pkh). Šių adresų viešojo rakto negalima gauti iš adreso. Vietoj to, viešasis raktas pasauliui atskleidžiamas tik tada, kai atliekama operacija siunčiant lėšas iš tos piniginės.

Tai reiškia, kad šie adresai yra neįveikiami kvantinių kompiuterių iki vartotojas siunčia lėšas iš tos piniginės. Po to jie yra kaip Satoshi p2pk adresai aukščiau – jų viešieji raktai yra matomi pasauliui ir jie yra pažeidžiami kvantinių kompiuterių.

Štai kodėl puristai skatina pakartotinai naudoti Bitcoin adresus. Iš tiesų, jei žmogus yra kiek įmanoma saugus, jis niekada neturėtų pakartotinai naudoti to paties adreso, tačiau daugelis šio patarimo nepaiso.

Taigi, kiek Bitcoin adresų gali nulaužti kvantiniai kompiuteriai?

Apibendrinant ankstesnį skyrių, dviejų tipų bitkoinų adresai yra pažeidžiami kvantinio skaičiavimo. Pirmasis yra senosios mokyklos p2pk adresai, tokie kaip Satoshi. Antrasis yra pakartotinai naudojami p2pkh adresai.

"Deloitte" paskelbti analizė, įvertinanti šioms kategorijoms priklausančių adresų skaičių. Žemiau esančioje diagramoje apibendrinamos jų išvados.

Tai rodo, kad pirmaisiais metais dominavo senosios mokyklos p2pk adresai. Saugesni p2pkh adresai internete pasirodė 2010 m. ir netrukus tapo dominuojančiu adresų tipu. Pagrindinė išvada yra ta, kad monetų, esančių senosios mokyklos p2pk adresuose, skaičius išliko pastovus ir yra maždaug 2 milijonai bitkoinų (9.5 % galutinio 21 milijono bitkoinų kiekio, iš kurių daugiau nei pusė, kaip manoma, priklauso Satoshi ).

Pažvelgus į sustingusius 2 milijonus monetų p2pk adresuose (mėlyna linija), manau, būtų teisinga daryti išvadą, kad tai gali būti priskirta anksti įsisavinusiems kalnakasiams, kurie niekada nepardavė, o daugelis tikriausiai yra pamestos monetos (vėlgi pusė jų yra Satoshi). .

Daugiau intrigos kelia pakartotinai naudojami p2pkh adresai (violetinė linija), antroji kategorija, pažeidžiama kvantiniams kompiuteriams. Nuo 2010 m. iki 2014 m. jis padidėjo, tačiau nuo tada sumažėjo ir dabar siekia apie 2.5 mln.

Tai reiškia, kad iš viso nuo 4 iki 4.5 milijono monetų (raudona punktyrinė linija diagramoje) yra pažeidžiama kvantinių kompiuterių (2 milijonai iš senosios mokyklos p2pk adresų ir 2.5 milijono iš pakartotinai naudojamų p2pkh adresų). Tai daugiau nei 20% galutinio pasiūlos.

Kaip galite sumažinti bitkoinų vagysčių riziką?

Yra vieno tipo adresai, kurie yra saugūs: p2pkh adresai, kurie niekada nebuvo naudojami bitkoinams siųsti kitur. Kita vertus, p2pkh adresas, kuris anksčiau siuntė bitkoinus kitur, taip pat p2pk adresai (nepriklausomai nuo to, ar jie siuntė bitkoinus, ar ne), yra pažeidžiami.

Taigi, norint apsaugoti savo bitkoinus, juos reikia siųsti nauju p2pkh adresu. Tai yra pagrindinis argumentas prieš kvantinio skaičiavimo grėsmę Bitcoin. Tikintieji teigia, kad bitkoinai gali būti tiesiog perkeliami į naujus p2pkh adresus, todėl jie yra neįveikiami. Jie yra teisingi.

Tačiau yra laimikis. Jei pametėte privačius savo adreso raktus, negalėsite pasiekti šių bitkoinų, todėl jų negalima perkelti. Tai reiškia, kad kai kvantiniai kompiuteriai prisijungs prie interneto, jie bus nemokami įsilaužėlių pasirinkimai.

Taigi, nors Deloitte tyrimas įvertino Bitcoin adresų, kurie būtų pažeidžiami, jei kvantiniai kompiuteriai šiandien prisijungtų prie interneto, skaičius (21%), galbūt labiau aktualus klausimas yra, kiek bitkoinų visada bus pažeidžiami kvantinių kompiuterių grėsmės. Nes kad ir koks būtų šis skaičius, jis yra pagrindinis, keliantis sisteminę riziką visam Bitcoin tinklui.

Ar yra sisteminė Bitcoin rizika?

Tarkime, XXI amžiaus Albertas Einšteinas rytoj atsibunda ir staiga turi kvantinį kompiuterį. Little Albert Junior sušluoja daugiau nei 21% visos Bitcoin pasiūlos. Kas bus toliau?

Akivaizdu, kad kaina kris. Pirma, pasiūla iš esmės didėja, nes visos pamestos monetos, įskaitant 5 %, kaip manoma, priklauso Satoshi, dabar grįžta į apyvartą. Tačiau kaina kris ne tik dėl paprasto pasiūlos koregavimo.

Kas nors spėlioja, kur nukrenta kaina, bet mano nuomone, ji artėja prie nulio. Kaip įtikinti žmones, kad Bitcoin – amžinai reklamuojamas kaip sunkiausia kada nors egzistavusi pinigų forma – turi vieną didžiulį laimikį?

Tada argumentas tampa „Gerai, mes visi manėme, kad tai buvo sunkiausi pinigai kada nors egzistuoti, nors technologija buvo ydinga, o kompiuteriai buvo sukurti taip, kad juos nulaužė, bet dabar pažadame, kad tai vėl saugu ir technologijos daugiau niekada jų nesulaužys. “.

Kiek žmonių naudosis Bitcoin tokiu atveju? Ar galite numatyti kokias nors S&P 500 įmones, turinčias tai savo balanse? Ar dar yra šalių, skelbiančių ją teisėta mokėjimo priemone? Ar į tai investuoja pensijų fondai? Išnyko ne tik 20% pasiūlos, bet ir visas koncertas. Būtų baigta.

Štai kodėl pažeidžiamų bitkoinų kiekis turi būti sumažintas 20%. Laimei, nenumatoma, kad Albertas Einšteinas jaunesnysis jau rytoj turės savo super kompiuterį.

Kodėl ne visi tiesiog perkelia į (neįveikiamus) naujus p2pkh adresus?

Tai yra sprendimas. Tačiau, kaip sakiau, yra piniginių, kuriuose yra bitkoinų, kurių vartotojai prarado privačius raktus arba yra mirę, ar dėl kitų priežasčių. Šių bitkoinų negalima perkelti. Pavyzdžiui, jei Satoshi mirė, jo monetos nebus perkeltos tol, kol nebus sukurtas pakankamai galingas kvantinis kompiuteris.

Štai kodėl „blockchain“ technologijos ekspertas Andreasas Antolopoulosas paskelbė:

Sužinosime, kada egzistuoja kvantinis skaičiavimas, kai judės Satoshi monetos

Sužinosime, kada egzistuoja kvantinis skaičiavimas, kai judės Satoshi monetos

Andreasas Antolopulas

Bet dar ne viskas prarasta. Laimei, yra šios, tikiuosi, hipotetinės, bet iš tikrųjų vienos dienos ne hipotetinės problemos sprendimas. Šis sprendimas yra parengti planą Bitcoin bendruomenėje, kad žmonės būtų priversti perkelti savo bitkoinus į nepažeidžiamus adresus. Deloitte siūlo, kad toks planas galėtų nubrėžti, kad „po iš anksto nustatyto laikotarpio (laiko, leidžiančio žmonėms perkelti savo bitkoinus į saugius adresus), nesaugiuose adresuose esančios monetos taps netinkamos naudoti (techniškai tai reiškia, kad kalnakasiai ignoruos iš šių adresų gaunamas operacijas). “.

Tikėtina, kad tai būtų neįtikėtinai nepatogus ir skaldantis klausimas. Bandymas pasiekti sutarimą bendruomenėje būtų košmaras ir tai man primena liūdnai pagarsėjusį pilietinio karo laikotarpį Bitcoin bendruomenėje 2017 m., Po kurio kilo „kieta šakutė“ ir buvo sukurta Bitcoin Cash.

Ar Bitcoin tikrai saugus, jei perkeliamas į „neįveikiamus“ adresus?

Hmm. Na, yra dar viena problema. Įvykdžius pinigų siuntimo iš piniginės operaciją, tampa prieinamas viešasis raktas. Tai reiškia, kad kvantinis kompiuteris gali nulaužti privatųjį raktą.

Tačiau yra uždelsimas nuo momento, kai sandoris inicijuojamas, ir kai jis patvirtinamas kalnakasiams. Bitcoin blokai iškasami kas dešimt minučių, tai reiškia, kad yra langas, kuriame yra viešasis raktas, bet lėšos dar nėra pervestos iš piniginės.

Taigi, jei užpuolikas per šį laikotarpį galėtų gauti privatųjį raktą iš viešojo rakto ir tada atlikti savo operaciją, pagal kurią jis siunčia tuos pačius bitkoinus, kuriuos bandote siųsti, bet kitu adresu, ir sumokėti didesnį kasybos mokestį gauti pirmenybę eilėje, bitkoinai gali būti pavogti.

Taigi, jei kvantinis kompiuteris kada nors pasieks tašką, kai jis gali nulaužti privatųjį raktą greičiau nei per dešimt minučių – ir tai čia patenka į vis labiau mitinę teritoriją, turėčiau perspėti – tada visi statymai yra atmesti ir teoriškai kiekviena operacija į tinklą gali būti įsilaužta.  

Čia pateiksiu Deloitte, kuris gerai apibendrina šią problemą:

Dabartiniais moksliniais skaičiavimais, kvantinis kompiuteris užtruks apie 8 valandos sulaužyti RSA raktą, o kai kurie konkretūs skaičiavimai numato, kad Bitcoin parašas gali būti nulaužtas per 30 minučių

Tai reiškia, kad „Bitcoin“ iš esmės turėtų būti atsparus kvantinėms atakoms (tol, kol nenaudojate adresų pakartotinai). Tačiau kadangi kvantinių kompiuterių sritis dar tik pradeda formuotis, neaišku, kokiu greičiu toks kvantinis kompiuteris taps ateityje.

Jei kvantinis kompiuteris kada nors priartės prie 10 minučių ribos, kad iš savo viešojo rakto gautų privatųjį raktą, tada Bitcoin blokų grandinė bus iš esmės sugadinta.

Itan Barmes & Bram Bosch, Deloitte

Išvada

Įrodymai rodo, kad Bitcoin yra saugus daugelį metų.

Įrodymai taip pat rodo ateities pasaulį, kuriame egzistuos kvantiniai kompiuteriai, o Bitcoin galiausiai bus pažeidžiamas. Net ir tokiu atveju, kai taip nutinka, Bitcoin tinklas gali panaikinti grėsmę, atlikdamas minkštąją šakę ir pereidamas į tinklą su kvantiškai saugiu šifravimo metodu.

Tokiu atveju problema (nemėgstu būti blogesnių naujienų nešėja) yra ta, kad tai greičiausiai sukeltų rimtų mastelio problemų, su kuriomis tinklas jau kovoja.

Apibendrinant reikia pasakyti, kaip veikia technologija – tiek su kvantiniu skaičiavimu, tiek su Bitcoin. Technologijos vystosi žaibišku greičiu. Pavyzdys yra ši pati diskusija, kuri prieš 20 metų būtų buvusi absurdiška tiek dėl kvantinių kompiuterių neišvengiamumo, tiek apie skaitmeninės valiutos egzistavimą ir vadinamą „blockchain“.

Norint užtikrinti jos ateitį nuo kvantinio skaičiavimo grėsmės, reikia atlikti daugiau tyrimų ir tęsti Bitcoin pusės plėtrą. Bendruomenė nuėjo ilgą kelią, o „Bitcoin“ vystosi, nepaisant daugelio priešininkų, todėl tai labai įmanoma.

Pasaulis, kuriame Bitcoin pereina prie postkvantinės kriptografijos mechanizmo, nėra labiau absurdiškas nei pasaulis, kuriame egzistuoja kvantiniai kompiuteriai, galintys nulaužti privačius raktus. Belieka tikėtis, kad pirmasis atvyks pirmasis.

Dėkojame, kad perskaitėte mano bandymą supaprastinti šią neįtikėtinai sudėtingą ir spekuliacinę problemą, o jei turite kokių nors komentarų ar atsiliepimų (netgi neapykantos laiškų!), nedvejodami susisiekite su manimi Twitter adresu @DanniiAshmore arba @InvezzPortal