Antradienis, 23 balandžio, 2024
Kriptovaliutos ir P2P

Kvantinis kompiuteris gali pakeisti blokų grandinės ateitį. Kaip pasiruošti šiam pokyčiui?

Nors kriptorinkos, kriptovaliutos, kriptobendrovių naujienų antraštės mirga be perstojo ir niekur nesiruošia dingti iš eterio, pamirštama, kad per 14 metų blokų grandinės taip ir nepadarė jokio perversmo pramonėje ir ekonomikoje. Ir net kripto šalininkai abejoja ar ši technologija ateityje bus paklausi.

Ateitis yra neaiški

Kalbant apie grėsmes blokų grandinei ir kriptovaliutoms, dažniausiai atkreipiamas dėmesys į reguliavimo sustiprėjimą. Tai logiška, bet nebūtinai reguliavimas yra grėsmė. Priešingai, tai gali būti proveržis. Tačiau ateityje gali kilti ir rimtesnė grėsmė.

Pagrindinis blokų grandinės pranašumas yra jo saugumas. Technologija leidžia paskirstyti sandorių registrą tarp didelio kompiuterių tinklo, todėl niekas negali įsilaužti ir pakeisti registrą – tai savybė leidžia jį padaryti viešai prieinamą ir saugų. Tačiau ateinant kiti naujai ir labai išpopuliarėjančiai technologijai, kvantiniams skaičiavimams, nepakeičiamam blokų grandinės registrui kyla rimti pavojai.

Dabar kriptografija yra dažnai aptariama tema, ir kvantinis kompiuteris gali kelti grėsmę tradicinei kompiuterinės saugos formai – pirmiausia kriptografijai su atviruoju raktu, kuri yra pagrindas daugumai internetinių komunikacijų, įskaitant ir blokų grandinę.

Kaip veikia kompiuterinė sauga šiandien?

Kriptografija su atviruoju raktu naudoja keletą raktų informacijos šifravimui: atvirąjį raktą, kurį galima viešai naudoti, ir uždarąjį raktą, žinomą tik savininkui. Bet kas gali užšifruoti žinutę, naudodamas atviruoju raktu, tačiau tik gavėjas gali atšifruoti žinutę, naudodamas savo uždarąjį raktą. Kuo sunkiau nustatyti atitiktį tarp uždarųjų ir atvirųjų raktų, tuo saugesnė yra pati sistema.

Geriausios kriptografinės sistemos su atviruoju raktu susieja atvirus ir uždarus raktus, naudodamos skaičių koeficientus, kurie yra dviejų labai didelių pirminių skaičių sandaugos rezultatas. Norint nustatyti uždarąjį raktą tik iš atvirojo rakto, reikėtų apskaičiuoti šių skaičių atitikties kriterijus. Net jei tradicinis kompiuteris patikrintų trilijoną raktų per sekundę, tai užtruktų ilgiau nei 14 mlrd. metų dėl šių pirminių skaičių dydžio.

Kvantinis kompiuteris gali pakeisti blokų grandinės ateitį. Kaip pasiruošti šiam pokyčiui?
Asociatyvus pav. iš interneto

Tačiau jei skaičiavimo galimybės padidėtų, tada tas, kuris galėtų jas panaudoti, turėtų galimybę sužinoti uždarąjį raktą iš atvirojo rakto. Jei atsirastų pakankamai kompiuterių, galinčių generuoti slaptus raktus iš atvirųjų raktų – net stipriausios tradicinės kriptografijos su atviruoju raktu formos taptų pažeidžiamos.

Būtent čia ir atsiranda kvantinis kompiuteris. Kvantiniai skaičiavimai yra paremti kvantine fizika ir turi didesnę potencialią galios galimybę nei bet kokia kita tradicinė skaičiavimo forma. Kvantiniuose skaičiavimuose naudojami kvantiniai bitai arba „kubitai“, kurie gali egzistuoti bet kurioje reikšmių superpozicijoje tarp 0 ir 1 ir todėl gali apdoroti daugiau informacijos nei 0 arba 1, kas yra klasikinės skaičiavimo sistemos apribojimai.

Sugebėjimas atlikti skaičiavimus naudojant kubitus padaro kvantinius kompiuterius kelis kartus greitesnius nei klasikiniai. Alphabet parodė, kad kvantinis kompiuteris D—Wave gali būti 100 mln. kartų greitesnis nei klasikiniai kompiuteriai tam tikrose specializuotose užduotyse. Šiuo metu tiek Alphabet, tiek IBM, tiek NASA ir dar kitos kompanijos dirba su savo kvantiniais kompiuteriais.

Be to, nors yra tik keletas kvantinių skaičiavimo algoritmų, vienas iš žinomiausių yra Šoro algoritmas (Shor’s algorithm), leidžiantis greitai išskaidyti didelius pirminius skaičius. Būtent dėl šios priežasties veikiantis kvantinis kompiuteris teoriškai gali sunaikinti šiandieninę kriptografiją su atviruoju raktu.

Kol kas nėra kvantinių kompiuterių, galinčių greitai faktorizuoti skaičius. Tačiau jei kvantiniai skaičiavimai toliau vystysis, galiausiai jie tai pasieks. Ir kai tai įvyks – tai kels grėsmę egzistuojančiai kriptografijai su atviruoju raktu, o blokų grandinės technologija kartu su bitkoinu gali tapti pažeidžiama.

Reiškia, saugi blokų grandinė taptų nereikalinga po kvantinės epochos? Ar kvantinių kompiuterių atsiradimas pateisins blokų grandinės atsisakymą?

Taip ir ne, jei iki tol bus sukurtas sprendimas

Dar 2015 metais JAV Nacionalinio saugumo agentūra pranešė, kad ketina sukurti kvanto-atsparias kriptografines sistemas. Kriptografai dirba su kvanto-atsparia kriptografija, ir jau yra blokų grandinės projektų, kuriuose įgyvendinta kvanto-atspari kriptografija. Pavyzdžiui, Quantum Resistant Ledger komanda šiuo metu dirba su šiuo blokų grandinės projektu.

Kas daro šią po-kvantinę kriptografiją kvanto-atsparią? Galimybė generuoti uždarus raktus iš atvirųjų raktų būdais, kurie yra daug sudėtingesni matematiniu požiūriu nei tradicinis paprastas skaičių faktorizavimas.

Kvantinis kompiuteris gali pakeisti blokų grandinės ateitį. Kaip pasiruošti šiam pokyčiui?
Asociatyvus pav. iš interneto

Quantum Resistant Ledger komanda dirba įgyvendindama blokų grandinę, pagrįstą po-kvantine kriptografija. Blokų grandinės projektuose, kurie naudoja kriptografiją, pagrįstą hešų (hash) forma, uždarieji raktai generuojami iš atvirųjų raktų, naudojant sudėtingas kriptografines struktūras pagrįstas hešu, o ne tiesiog skaičių faktorizaciją. Taip atsiranda ryšys tarp atvirųjų ir uždarųjų raktų, kuris yra daug sudėtingesnis nei tradicinė kriptografija su atviruoju raktu, ir bus daug mažiau pažeidžiamas kvantinio kompiuterio, naudojančio Šoro algoritmą.

Šios po-kvantinės kriptografijos schemos nereikia vykdyti kvantiniuose kompiuteriuose. Quantum Resistant Ledger yra blokų grandinės projektas, kuris dirba su po-kvantine kriptografija. Liko pamatyti, kokia sėkminga ji taps, kai pilno masto kvantiniai skaičiavimai taps realybe.

Ką daryti?

Svarbu atkreipti dėmesį, kad kvantiniai skaičiavimai kelia grėsmę ne tik blokų grandinei, bet ir visoms kompiuterinės saugos sistemoms, kurios yra grindžiamos kriptografija su atviruoju raktu. Visos saugumo sistemos, įskaitant blokų grandinės sistemas, turi įtraukti po-kvantinę kriptografiją, kad būtų užtikrintas duomenų saugumas.

Vienas iš paprasčiausių ir efektyviausių būdų gali būti tradicinių sistemų pakeitimas blokų grandine, kurioje yra įgyvendinta kvanto-atspari kriptografija. Tai reiškia, kad blokų grandinės technologija būtų atnaujinta ir prisitaikytų prie po-kvantinio pasaulio iššūkių.

Jau dabar yra pradėta plėtoti blokų grandinės sistemas, kurios naudoja po-kvantinę kriptografiją. Tokios sistemos geba sukurti sudėtingus kriptografinius raktus ir užtikrinti duomenų saugumą net atsižvelgiant į kvantinių skaičiavimų galimybes.

Saugumo specialistai privalo būti žingsniu priekyje, kurdami naujas technologijas, kurios gali atlaikyti kvantinio amžiaus iššūkius. Įdiegiant po-kvantinę kriptografiją blokų grandinėse, galima užtikrinti, kad ši revoliucinė technologija išliks saugi ir patikima net ateities kompiuterinio sąlygomis.

Visi šie pokyčiai rodo, kad mūsų technologijos ir saugumo priemonės turės prisitaikyti prie nuolat kintančio kompiuterinio pasaulio. Tiktai būdami pasirengę naujoms inovacijoms ir gerbdami po-kvantinės kriptografijos svarbą galime išlikti saugūs ir patikimi internetiniame pasaulyje, kuris sparčiai juda į ateitį.

Šaltiniai:

  1. CrypTool Porta
  2. Cryptography – Wikipedia
  3. Dingularityhub.com