Prezentarea comunității - Autor: John Ma

• Computerele cuantice ar putea provoca dezvoltări tehnologice extraordinare, dar ar putea, de asemenea, să slăbească cea mai mare parte a infrastructurii noastre de securitate digitală.

• Introducere

• Deocamdată, computerele cuantice nu sunt suficient de puternice pentru a sparge portofelele Bitcoin sau a afecta mineritul, așa că blockchain-urile actuale rămân sigure.

• Mulți din lumea cripto lucrează deja la noi măsuri de securitate pentru a rămâne înaintea posibilelor amenințări cuantice în viitor.

Introducere

Computerele cuantice sunt mașini puternice care folosesc principiile mecanicii cuantice pentru a rezolva anumite probleme mult mai eficient decât computerele convenționale. Deși aceste mașini rămân în mare parte experimentale, dezvoltarea lor eventuală ar putea prezenta noi provocări pentru securitatea digitală actuală, inclusiv criptografia utilizată de Bitcoin și alte criptomonede.

Acest articol explică modul în care computerele cuantice se deosebesc de computerele clasice, riscurile pe care le prezintă pentru criptomonede și infrastructura digitală, și eforturile în curs de desfășurare pentru a atenua aceste amenințări viitoare.

Criptografie asimetrică și securitate pe Internet

Criptografia asimetrică (cunoscută și sub numele de criptografie cu cheie publică sau PKC) este un component critic al ecosistemului criptomonedelor și al unei părți semnificative din Internet.

PKC folosește o pereche de chei: o cheie privată, care trebuie păstrată secretă, și o cheie publică, care poate fi împărtășită cu alții. În criptomonede, utilizatorii semnează tranzacțiile cu chei private, iar oricine poate verifica autenticitatea folosind cheia publică asociată.

Un sistem PKC se bazează pe algoritmi pentru generarea perechilor de chei. Un algoritm bun ar trebui să genereze chei într-un mod care face incredibil de dificilă calcularea cheii private din cheia publică, dar foarte ușor de calculat cheia publică din cheia privată.

Cu alte cuvinte, sistemul PKC depinde de funcții matematice cunoscute sub numele de „funcții cu ușă de capcană”. Acestea sunt ușor de realizat într-o direcție (de exemplu, generarea unei chei publice dintr-o cheie privată), dar imposibile din punct de vedere computațional în direcția inversă (cum ar fi derivarea unei chei private dintr-o cheie publică).

Dacă doriți să citiți mai multe despre subiect, verificați Criptare simetrică vs. asimetrică.

Pot computerele cuantice să spargă portofelele cripto?

În teorie, da. În realitate, nu încă. Algoritmii moderni utilizați în securitatea cripto și pe internet au funcții de capcană robuste care nu sunt „rezolvabile” într-un interval de timp care ar fi fezabil pentru orice computer existent. Ar dura cantități imense de timp pentru chiar și cele mai puternice mașini să efectueze aceste calcule (mai multe despre asta mai jos).

Cu toate acestea, acest lucru ar putea să se schimbe în viitor cu dezvoltarea computerelor cuantice. Pentru a înțelege de ce computerele cuantice sunt atât de puternice, să examinăm mai întâi modul în care funcționează computerele obișnuite.

Computere clasice

Computerele clasice procesează informațiile folosind cifre binare, sau biți, care pot fi fie 0, fie 1. Calculațiile complexe sunt efectuate prin împărțirea problemelor mari în sarcini mai mici, și deși sistemele moderne pot rula anumite operațiuni în paralel, fiecare bit există încă doar într-o stare de 0 sau 1 (oprit sau pornit).

Să luăm ca exemplu ghicirea unei chei criptografice. Pentru o cheie de 4 biți, există 16 combinații posibile. Un computer clasic ar trebui să încerce fiecare combinație pe rând, așa cum este arătat în tabelul de mai jos.

Cu toate acestea, pe măsură ce lungimea cheii crește, numărul de combinații posibile crește exponențial. În exemplul de mai sus, adăugarea unui bit suplimentar pentru a crește lungimea cheii la 5 biți ar duce la 32 de combinații posibile. Creșterea la 6 biți ar duce la 64 de combinații posibile. La 256 de biți, numărul de combinații posibile este aproape de numărul estimat de atomi în universul observabil.

Este demn de remarcat că viteza computerelor clasice crește liniar, astfel încât creșterea exponențială a spațiului cheilor depășește cu mult îmbunătățirile hardware-ului. Se estimează că ar dura cel puțin o mie de ani pentru un sistem de calcul clasic să ghicească o cheie de 55 de biți (aproximativ 36 de cvadrilioane de combinații posibile).

Ca referință, dimensiunea minimă recomandată pentru un seed utilizat în Bitcoin este de 128 de biți, cu multe implementări de portofele folosind 256 de biți, făcând atacurile prin forță brută de către computerele clasice practic imposibile.

Computere cuantice

Computerele cuantice folosesc biți cuantici, sau qubiți, care—spre deosebire de biții clasici—pot exista într-o superpoziție de 0 și 1 simultan. Această proprietate unică, precum și entanglementul cuantic, permite computerelor cuantice să proceseze anumite tipuri de probleme mult mai eficient decât mașinile clasice.

Două dintre cele mai relevante algoritmi cuantici pentru criptografie sunt:

• Algoritmul lui Shor: Permite factorizarea eficientă a numerelor mari și calcularea logaritmilor discreți, ceea ce ar putea compromite în cele din urmă sistemele de criptare cu cheie publică, cum ar fi RSA și criptografia pe curbă eliptică (ECC), utilizate pe scară largă în tehnologia blockchain.

• Algoritmul lui Grover: Oferă o accelerare pătratică pentru căutarea și forțarea brută a cheilor simetrice sau valorilor hash, dar reprezintă un risc mai mic deoarece efectele sale pot fi atenuate prin simpla dublare a dimensiunii cheilor.

Cu toate acestea, este important să corectăm o concepție greșită comună: computerele cuantice nu „încearcă fiecare combinație deodată.” În schimb, ele folosesc interferența și superpoziția pentru a rezolva anumite probleme structurate mai repede, dar nu toate tipurile de probleme beneficiază în mod egal de accelerările cuantice.

În prezent, computerele cuantice de mari dimensiuni, tolerante la erori, necesare pentru a amenința criptografia blockchain, nu există și este probabil să fie la ani sau chiar decenii distanță, conform celor mai mulți experți.

Criptografie rezistentă la cuantice

Potencialul computerelor cuantice de a sparge criptografia modernă a condus la cercetări semnificative în noi forme de criptografie „post-cuantice” sau rezistente la cuantice. Acestea sunt metode criptografice considerate a fi sigure chiar și în prezența adversarilor cuantici capabili.

Mai multe tipuri de criptografie post-cuantică sunt investigate, inclusiv:

• Criptografie bazată pe rețele

• Criptografie bazată pe hash

• Criptografie polinomială multivariată

• Criptografie bazată pe coduri

Organismele internaționale de standardizare, precum NIST, lucrează activ pentru a identifica și a susține aceste algoritmi rezistenți la cuantice astfel încât să poată fi implementați pe scară largă înainte ca computerele cuantice de mari dimensiuni să devină o realitate.

Pentru criptografia simetrică, algoritmul lui Grover reduce la jumătate forța efectivă a cheilor. Acest lucru înseamnă că, de exemplu, AES-256 ar oferi 128 de biți de securitate împotriva unui atacator cuantic—încă considerat puternic. Prin urmare, utilizarea pur și simplu a cheilor mai lungi poate menține securitatea pentru criptarea simetrică.

O altă arie de cercetare este distribuția cheilor cuantice (QKD), care poate detecta interceptarea schimburilor de chei folosind proprietăți cuantice, deși este un domeniu separat de criptografia blockchain și prezintă propriile provocări de implementare.

Computere cuantice și mineritul Bitcoin

Mineritul Bitcoin se bazează pe rezolvarea puzzle-urilor hash criptografice (folosind funcții precum SHA-256). Computerele cuantice pot aplica algoritmul lui Grover pentru o accelerare pătratică în căutarea hash-urilor valide. Cu toate acestea, aceasta nu este nici pe departe la fel de puternică ca accelerarea exponențială pe care o oferă algoritmul lui Shor împotriva sistemelor cu cheie publică.

Ca rezultat, simpla creștere a dificultății sau a lungimii funcțiilor hash ar putea contracara îmbunătățirile cuantice în minerit. În plus, cei mai mulți cercetători sunt de acord că computerele cuantice nu reprezintă o amenințare existențială iminentă pentru mineritul Bitcoin.

De asemenea, este demn de menționat că eficiența computerelor cuantice pentru minerit este teoretică și, în practică, se confruntă cu multe provocări ingineresti reale.

Tranziția către blockchain-uri rezistente la cuantice

Mutarea rețelelor cripto către algoritmi rezistenți la cuantice va fi un efort substanțial. Actualizarea protocoalelor, portofelelor și infrastructurii va necesita coordonare globală și participare activă a utilizatorilor. Asigurarea unei migrații fluide—posibil incluzând bifurcări dure sau moi—va fi complexă din punct de vedere tehnic și logistic, dar este considerată esențială pentru securitatea pe termen lung.

Este important de menționat că cheile publice de pe blockchain-ul Bitcoin sunt expuse doar după ce monedele sunt cheltuite dintr-o adresă. Adresele necheltuite, prin urmare, sunt mai puțin vulnerabile la atacuri cuantice.

Gânduri finale

Computarea cuantică este un domeniu activ cu potențialul de a perturba standardele actuale de securitate digitală, inclusiv sistemele de criptografie cu cheie publică utilizate în Bitcoin și alte criptomonede. Totuși, computerele cuantice practice capabile să spargă blockchain-uri moderne nu există încă și este probabil să fie încă la ani, dacă nu decenii, distanță.

Industria criptomonedelor și comunitățile mai largi de securitate digitală se pregătesc pentru aceste riscuri viitoare prin dezvoltarea și standardizarea algoritmilor rezistenți la cuantice. Deși computerele cuantice nu reprezintă în prezent un risc urgent pentru active precum Bitcoin, merită să urmăriți evoluțiile recente din domeniu.

Lectură suplimentară

• Criptare simetrică vs. asimetrică

• Ce este hashing-ul?

• Ce este o semnătură digitală?

Declinarea răspunderii: Acest conținut este prezentat pe o bază „așa cum este” pentru informații generale și scopuri educaționale doar, fără nicio reprezentare sau garanție de orice fel. Nu ar trebui să fie interpretat ca sfat financiar, legal sau alt sfat profesional, nici nu este destinat să recomande achiziția vreunui produs sau serviciu specific. Ar trebui să căutați propriul sfat de la consultanți profesioniști adecvați. Produsele menționate în acest articol pot să nu fie disponibile în regiunea dumneavoastră. Acolo unde articolul este contribuit de un terț, vă rugăm să rețineți că opiniile exprimate aparțin contributorului terț și nu reflectă neapărat pe cele ale Binance Academy. Vă rugăm să citiți întreaga noastră declinare de răspundere pentru detalii suplimentare. Prețurile activelor digitale pot fi volatile. Valoarea investiției dumneavoastră poate scădea sau crește și este posibil să nu recuperați suma investită. Sunteți responsabil exclusiv pentru deciziile dumneavoastră de investiție, iar Binance Academy nu este responsabilă pentru pierderile pe care le-ați putea suferi. Acest material nu ar trebui să fie interpretat ca sfat financiar, legal sau alt sfat profesional. Pentru mai multe informații, consultați Termenii noștri de utilizare și Avertismentul de risc.