Czy jesteś tutaj, aby dowiedzieć się o bitwie o blockchain i kwantowe komputery? Jeśli tak, to trafiłeś we właściwe miejsce.

Żyjemy w świecie niezwykłego wzrostu. Od Internetu po blockchain, w ostatnich trzech dekadach zaobserwowaliśmy niezrównany wzrost.

Wraz z pojawieniem się komputerów mamy teraz narzędzia do wykonywania złożonych zadań w ciągu kilku sekund – czy to obliczania trasy samolotu, czy przewidywania pogody.

Poznaj obliczenia kwantowe – kolejny etap wzrostu mocy obliczeniowej, który może dać ludziom większą moc obliczeniową do zrozumienia otaczającego nas wszechświata.

W tym temacie zajmiemy się blockchainem i komputerami kwantowymi, ich relacjami, ich wzajemnym wpływem i nie tylko!

Blockchain vs Quantum Computing

Blockchain i obliczenia kwantowe

Pierwsze kroki: Zrozumienie podstawowego założenia

Przesłanka porównania zaczyna się od podstawowej cechy blockchain, czyli bezpieczeństwa. Blockchain jest reklamowany jako jedna z najbezpieczniejszych sieci. Dzieje się tak z dwóch powodów; przede wszystkim jednym z nich jest jego zdecentralizowany charakter, a drugim algorytmy kryptograficzne wykorzystywane do zabezpieczania danych do celów szyfrowania i deszyfrowania.

Teraz, dzięki obliczeniom kwantowym, sprawy mogą się skomplikować. Jeśli chodzi o algorytmy kryptograficzne, są one projektowane zgodnie z aktualnymi ograniczeniami obliczeniowymi najpotężniejszych maszyn na rynku. Jednak dzięki komputerom kwantowym wszystko się zmieni.

Komputery kwantowe są znacznie szybsze i mogą sprawić, że współczesne systemy oparte na łańcuchu bloków będą miały problemy z utrzymaniem bezpieczeństwa danych.

Aby lepiej zrozumieć, spróbujmy dogłębnie zrozumieć obliczenia kwantowe.

Zrozumienie obliczeń kwantowych i tego, co wnosi do stołu


Obliczenia kwantowe oparte są na fizyce. Fizyka na całym świecie ciężko pracowała przez ostatnie trzy dekady, aby umożliwić komputerom kwantowym.

Krótko mówiąc, komputer kwantowy wykorzystuje zasady mechaniki kwantowej. Obecnie komputery kwantowe nadal działają i już niedługo jesteśmy u progu urzeczywistnienia. Jednak gdy tak się stanie, może to wpłynąć na sposób, w jaki zabezpieczamy nasze systemy, zwłaszcza blockchain.

Co to są kubity?

W scenariuszu obliczeń kwantowych bity są używane do przechowywania informacji. Tradycyjnie bity mogą mieć tylko dwa stany, 0 i 1. W przypadku obliczeń kwantowych używane są bity kwantowe (kubity). Te kubity mogą mieć jednocześnie wartość 1 lub 0. Zjawisko to znane jest jako nakładanie się – co z kolei powoduje, że komputery kwantowe szybko szaleje!

Podróż kubitów rozpoczęła się w 1998 roku, kiedy Oxford, MIT, IBM i inni byli w stanie pracować tylko z dwoma kubitami. W tej chwili limit osiągnął 72 kubity.

Nawet wiodące witryny technologiczne, w tym The Verge, wykazuje duże zainteresowanie tym, jak zmieni się świat informatyki. Według mediów jest jeszcze czas, zanim obliczenia kwantowe mogą wreszcie zacząć działać.

Skąd pochodzi moc obliczeniowa?

Inną interesującą koncepcją, która definiuje obliczenia kwantowe, jest splątanie. Dzieje się tak, gdy dwie cząstki są splątane razem – w wyniku splątania dwie cząstki pozostają w tym samym stanie. Jeśli jedno się zmienia, to drugie może się również zmieniać w zależności od stanu drugiego.

Odległość między nimi nie ma znaczenia, a każda z nich będzie odzwierciedlać stan drugiej cząstki. To właśnie sprawia, że ​​informatycy są podekscytowani obliczeniami kwantowymi. Obecnie firmy ciężko pracują nad zwiększeniem liczby kubitów.

Wyzwanie stojące za stworzeniem komputera kwantowego

Komputery kwantowe są fascynujące, ale równie trudne w utrzymaniu. Stan superpozycji zapewnia wydajność, ale nie jest stabilny. Aby uczynić je stabilnymi i właściwie nimi zarządzać, fizycy stosują wiele metod, w tym promieniowanie mikrofalowe lub laserowe, utrzymują temperatury lub zapewniają, że żaden rodzaj interfejsu nie oddziałuje ze środowiskiem pracy..

Przy tak niskiej tolerancji środowiska komputery kwantowe są trudne w utrzymaniu. Niewielka różnica w jednym z elementów może zepsuć całą operację. Proces, w którym zachodzi rozpraszanie, nazywany jest dekoherencją.

Mówiąc prościej, im bardziej stabilne kubity, tym większa moc obliczeniowa. Jednak wraz ze wzrostem liczby kubitów środowisko staje się bardziej niestabilne i trudniejsze do utrzymania.

Zaczęliśmy od zaledwie dwóch kubitów, a teraz osiągnęliśmy 72 kubity obsługiwane przez Google.

Jaki jest związek między technologią Blockchain a obliczeniami kwantowymi? Blockchain vs Quantum Computing

Obecne technologie są od siebie wzajemnie zależne. Weźmy na przykład sztuczną inteligencję – odgrywa ona kluczową rolę w IoT. Podobnie możemy również powiedzieć, że obliczenia kwantowe mogą mieć duży wpływ na łańcuch bloków.

Blockchain jest znany ze swojego bezpieczeństwa. Według Deloitte ponad 84% firm oczekuje, że blockchain zapewni większe bezpieczeństwo, jeśli chodzi o konwencjonalne systemy IT. Unikalne funkcje Blockchain sprawiają, że jest to świetny kandydat do zabezpieczenia każdego systemu biznesowego. Kluczowe cechy, które wspierają jego funkcję bezpieczeństwa, obejmują decentralizację, możliwość automatyzacji transakcji za pomocą inteligentnych kontraktów, właściwe wykorzystanie konsensusu oraz możliwość określenia pochodzenia aktywów.

Jednak problemy pojawiają się, jeśli chodzi o sposób implementacji bezpieczeństwa w sieciach blockchain. Daje niezmienność i przejrzystość, ale nie jest w pełni dowód.

Słabość w zabezpieczeniach Blockchain

Jeśli chodzi o blockchain i obliczenia kwantowe, możemy znaleźć pewne słabości związane z blockchain.

Blockchain działa na zasadzie połączonych węzłów, które mogą ze sobą współdziałać, aby podejmować krytyczne decyzje. Brak scentralizowanej jednostki otwiera wiele możliwości. Aby zapewnić bezpieczeństwo blockchain, zaimplementowano wiele protokołów, w tym algorytm konsensusu. Te algorytmy konsensusu zapewniają, że cała sieć jest odporna na podróbki.

Nie oznacza to jednak, że blockchain można zhakować. Jednym z najpopularniejszych sposobów włamania się do sieci blockchain jest przejęcie kontroli nad 51% węzłów. W ten sposób haker może potwierdzać fałszywe transakcje w sieci, dokonywać podwójnych wydatków i kraść wiele informacji lub kryptowalut.

Obecna generacja sieci blockchain jest w stanie obronić 51% ataku przez większość czasu, ale może zawieść, gdy pojawią się obliczenia kwantowe.

Inne rodzaje ataków, w tym następujące

  1. Atak Sybil – sposób na zalanie sieci węzłami kontrolowanymi przez jedną jednostkę
  2. atak routingowy – kierowanie węzłów przez różnych dostawców usług internetowych
  3. Atak DDoS – przeciążenie całej sieci i wreszcie ludzi, którzy mogą wykorzystać luki w sieci lub nieodkryte exploity na swoją korzyść.

Funkcje jednokierunkowe

Obecna generacja łańcucha bloków wykorzystuje kody jednokierunkowe. Oznacza to, że są to jednokierunkowe funkcje matematyczne.

Tak więc w przypadku konwencjonalnego komputera łatwo jest obliczyć to w jedną stronę, ale nie można tego zrobić w odwrotnej kolejności. To sprawia, że ​​używanie tych jednokierunkowych funkcji matematycznych jest tak przydatne. Krótko mówiąc, obecne komputery są w stanie generować podpisy cyfrowe ze względów bezpieczeństwa, ale uzyskanie klucza lub jego cofnięcie jest całkiem niemożliwe.

Aby spojrzeć z perspektywy, weźmy przykład liczb pierwszych. Możesz efektywnie mnożyć liczby pierwsze, ale jeśli chcesz znaleźć czynniki pierwsze dwóch iloczynów liczb pierwszych, byłoby to trudne. Ta podwójna natura matematyki ułatwia generowanie podpisów cyfrowych dla łańcucha bloków, a następnie może być używana przez użytkowników do celów uwierzytelniania.

Dla hakera oznacza to odwrócenie równania – co jest niemożliwe przy obecnych komputerach. Ponadto te jednokierunkowe funkcje są wydajne do generowania funkcji skrótu, których można następnie użyć do weryfikacji nowo dodanych bloków do księgi. Jeśli zawartość zostanie zmodyfikowana przez hakera, wartość skrótu nie będzie zgodna, a informacje o blokach zostaną odrzucone przez sieć. Jedynym sposobem na zhakowanie w tym przypadku jest znalezienie wartości skrótu za pomocą bloku – – i wymagałoby to odwrócenia funkcji.

Aby zrozumieć złożoność, weźmy przykład.

Jeśli komputer rozwiązuje biliony kluczy na sekundę, to i tak zajmie 785 milionów obliczeń aby dostać się do rozwiązania. Z czasem daje to 14 miliardów lat.

Brak kwantowych algorytmów kryptograficznych? Czy Crypto jest skazane na zagładę?

Wyraźnie brakuje kwantowych algorytmów kryptograficznych używanych w rozwiązaniach blockchain. Obecne algorytmy kryptograficzne lub algorytmy konsensusu uwzględniają tylko aktualną moc obliczeniową. Jednak może to nie mieć miejsca w przypadku każdego rozwiązania opartego na łańcuchu bloków.

Na przykład NEO wykorzystuje algorytmy kwantowe. Ich podejście polega na budowaniu z myślą o przyszłości i wyborze algorytmów, które mogą wytrzymać ogromną moc obliczeniową obliczeń kwantowych, gdy nadejdzie.

Jednak jest zbyt wcześnie, aby wiedzieć, czy rozwiązanie kryptograficzne lub blockchain będzie utrudnione. Ponieważ blockchain jest wciąż w początkowej fazie, jest oczywiste, że można wprowadzić odpowiednie rozwiązanie. Musimy również zrozumieć, że obliczenia kwantowe również znajdują się na początkowym etapie i wymagałyby wiele pracy, aby stały się rzeczywistością.

Ale co się stanie, jeśli nagle jakiś kraj lub organizacja stworzy potężny komputer kwantowy? Jeśli tak, to obecne rozwiązanie blockchain musi złagodzić ten problem, wdrażając metodę szyfrowania odpornego na działanie kwantów. Istnieją już metody szyfrowania odporny kwantowo.

Żyjemy w erze informacji, w której wszystko jest możliwe. Pojęcie bezpieczeństwa jest zależne od czasu, a my cofamy się do historii, nikt nie pomyślał, że kod enigmy może zostać złamany. Scenariusz post-kwantowego łańcucha bloków może się radykalnie zmienić w przyszłości.

Czy obliczenia kwantowe zepsują Bitcoin? Czy Blockchain jest podatny na obliczenia kwantowe?

Przejdźmy teraz do bitcoina. Bitcoin to krypto numer jeden. Jego sukces decyduje o sukcesie rynkowym, nastrojach wokół niego i przyszłości kryptowalut. Jeśli bitcoin zawiedzie, może to mieć długoterminowy wpływ na cały rynek. Jednak będzie?

Na razie trudno powiedzieć, co się wydarzy. Jeśli jednak weźmiesz najnowszy komputer Quantum, bitcoin jest bezpieczny. Nadal istnieją szanse, że w przyszłości sytuacja pójdzie na marne i powinniśmy być na to przygotowani.

W artykule napisanym przez Jack Matier, wyjaśnia, w jaki sposób nowy komputer kwantowy IBM nie wpłynie na blockchain, ale przypomina również, że w przyszłości sytuacja może się zmienić. Omawia komercyjny komputer kwantowy IBM (komputer 20 kubitów) i wykonuje obliczenia, aby udowodnić, że bitcoin jest nadal bezpieczny.

Według niego 20 kubitowy komputer może osiągnąć 2 ^ 20 obliczeń, które są podobne do dostępnych obecnie w reklamach laptopów. Nawet tradycyjne usługi obliczeniowe w chmurze mogą obsługiwać 2 ^ 40 usług obliczeniowych, czyli prawie dwa razy więcej niż komercyjny komputer kwantowy IBM.

Komputer kwantowy może osiągnąć niesamowicie dużą prędkość. Każdy komputer z obliczeniami 2 ^ 80 może zacząć stanowić zagrożenie. Ale prawdziwe zagrożenie zaczyna się, gdy komputery kwantowe osiągną 2 ^ 3000 mocy obliczeniowej. To wtedy będzie w stanie uruchomić algorytm Shora, który może złamać najpopularniejsze szyfrowanie ECDSA 256 używane przez bitcoin.

Rozwiązaniem jest proaktywne rozwijanie szyfrowania, które jest w stanie wytrzymać brutalną moc obliczeniową komputerów kwantowych.

Rozwiązania, które są kwantowe

Rozwiązania Blockchain lub rozproszone księgi są już na drodze do rozwiązania problemu. Na przykład protokół BlockDAG już twierdzi, że jest odporny na komputery kwantowe. Używa protokołu splotu, co czyni go odpornym kwantowo.

Innym przykładem jest blockchain NEO.

Wreszcie, prywatne sieci mogą być odpowiedzią na surową moc komputerów kwantowych. Ponieważ dostęp do łańcucha bloków jest prywatny, właściciele mogą kontrolować, kto może uzyskać do niego dostęp. Oznacza to również, że komputery kwantowe nie mogą działać w środowisku – ponieważ żadne klucze publiczne nie będą dostępne.

Wniosek

To prowadzi nas do końca naszego artykułu o blockchain i komputerach kwantowych. Więc co myślisz o blockchain i komputerach kwantowych? Czy myślisz, że blockchain będzie miał duży wpływ? Jeśli tak to jak? Skomentuj poniżej i daj nam znać.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me