Quantum Computing Blockchain’i Nasıl Etkileyecek?

blog 1HaberlerGeliştiricilerEnterpriseBlockchain AçıklamasıEtkinlikler ve KonferanslarBasınBültenler

Haber bültenimize abone ol.

E

Senin gizliliğine saygı duyuyoruz

AnasayfaBlogBlockchain Geliştirme

Kuantum Hesaplama Blockchain’i Nasıl Etkileyecek??

Kuantum hesaplama, Ethereum için potansiyel riski ve kuantuma dirençli açık anahtarlı kriptografik algoritmaları standartlaştırma çabaları hakkında içgörüler.Amira BougueraAralık 3, 2019Yayınlandı 3 Aralık 2019

kuantum üstünlüğü kahramanı

Yeni bir gerçeklik keşfediyoruz. Bir zamanlar hayal bile edilemeyen şeyler gerçek oluyor ve dünyamızın bir parçası oluyor. Kuantum üstünlüğüne ulaşmak, tarihte devrim yaratacak muazzam atılımlardan biridir. Ama Ethereum üzerinde ne gibi bir etkisi olacak? Kriptograf ve blok zinciri araştırmacısı Amira Bouguera aşağıdaki makalede açıklıyor.

Bir Bir “kuantum buzdolabı”, kübitleri bilgi işlem için gereken süper düşük sıcaklıkta tutar Kaynak: Microsoft

Bilim, çağımızın en cesur metafiziğini sunuyor. Hayal edersek, keşfetmek, açıklamak ve tekrar hayal etmek için baskı yaparsak, dünyanın bir şekilde daha net hale geleceği ve evrenin gerçek tuhaflığını kavrayacağımız inancıyla yönlendirilen tamamen insani bir yapıdır. “

TL; DR:

  • Kuantum hesaplama, bir bilgisayarda kuantum fiziğini simüle etme yeteneğine sahiptir.
  • Google’daki araştırmacılar Quantum Supremacy’ye ulaştığını iddia etti.
  • Yine de, Ethereum’un mevcut kriptografik imzalara yönelik bir tehditle karşılaşmasına kadar önümüzde uzun yıllar var..
  • İşlemleri imzalamak için ECDSA planı tehdit altındadır, ancak Ethereum 2.0 Serenity güncellemesi sırasında değiştirilecektir..
  • Geliştiriciler, ECDSA’nın yerini alacak XMSS, karma merdiven imzaları ve SPHINCS gibi çeşitli kuantuma dirençli imza seçeneklerini test ediyor. 
  • Kuantum gücünün ne zaman vuracağını kimse bilmiyor, ancak vurduğunda Ethereum hazırlanacak.

Kuantum hesaplamaya olan yolculuğumuz, 1981’de parlak Nobel ödüllü Feynman’ın fizik ve hesaplama üzerine bir MIT konferansında şu soruyu gündeme getirmesiyle başlıyor:

“Bilgisayarda fizik simülasyonu yapabilir miyiz?”

O sırada kimse bunun mümkün olabileceğini düşünmedi. Bu, fiziğin tanımına ve klasik bilgisayarların sınırlarına geri dönüyor. Fizik, enerji, madde ve aralarındaki etkileşimin incelenmesidir. Dünyamız ve gerçekliğin kendisi doğada kuantumdur; elektronlar aynı anda birden çok durumda bulunur ve bunu klasik bilgisayarlarla düzgün bir şekilde modelleyemeyiz. Her olasılığı hesaplamak onlar için çok fazla, örneğin:

10 elektronlu molekül = 1000 olası durum

20 elektronlu molekül = 1 milyondan fazla olası durum


Feynman’ın konuşması ve eşlik eden kağıt 1982’de kuantum mekaniği ilkelerine göre çalışacak bir makinenin yapısını açıkça tartışan ilk çalışmadır. Evrensel bir kuantum simülatörü fikrini tartıştı, yani diğer kuantum efektlerini keşfetmek ve simülasyonları çalıştırmak için kuantum efektleri kullanacak bir makine..

Teknoloji devler ilk kuantum bilgisayarı oluşturmak için yarışıyor, Şu anda Dünya’da bulunan tüm bilgisayarların toplamından milyonlarca kat daha fazla işlem gücüne sahip bir cihaz. Son zamanlarda bilimsel dergide yayınlanan bir makalede, Doğa, Google, bir zamanlar imkansız olduğu düşünülen şeyin farkına vardığını duyurdu: kuantum üstünlüğüne ulaşmak. 

Kuantum Üstünlüğü nedir?

Kuantum üstünlüğünü açıklamak için, kuantum bilgisayarların nasıl çalıştığını açıklamaya değer. 

Bir kuantum bilgisayarda, 0 veya 1 durumunda veya her ikisinde birden olabilen kuantum bitlerine (kübitlere) sahibiz, klasik bilgisayarlar ise 0 veya 1 durumunda olabilen bitlerle temsil edilir..

Qubit’ler, kuantum davranışı sergileyen herhangi bir şey olabilir: bir elektron, bir atom veya bir molekül. 

Bit ve kübit arasındaki farkBit ve kübit arasındaki fark

Kuantum mekaniğinin iki temel yönü: süperpozisyon ve dolanma. Bu iki kavram, kuantum bilgisayarın süper gücünün arkasındaki sırdır..

Süperpozisyon, kuantum bilgisayarların kullandığı, kuantum fiziğinde olağanüstü bir fenomendir. Bir parçacığın bir rastgele ile bağlantılı olmasının sonucu olarak aynı anda iki ayrı durumda var olmasına izin verir. atom altı meydana gelebilecek veya olmayabilecek olay. 

Schrödinger'in kedi deneyiSchrödinger’in kedi deneyi

Geiger sayacı olan bir kedi ve kapalı bir kutuda biraz zehir. Kuantum mekaniği, bir süre sonra kedinin hem canlı hem de ölü olduğunu söylüyor. ‘                        

Bir kedi aynı anda hem ölü hem de diri olabilir mi?? 

Schrödinger’in kedi deneyi: sonuç olasılığıSchrödinger’in kedi deneyi: sonuç olasılığı

Bakıncaya kadar kedinin ölü mü diri mi olduğunu bilmiyoruz ve bunu yaptığımızda ya ölü ya da diridir, ancak aynı deneyi yeterli sayıda kediyle tekrarlarsak, zamanın yarısında kedinin hayatta kaldığını ve zamanın yarısı ölür.

Bir kuantum sistemi ne zaman durumların üst üste binmesi olarak var olmayı bırakıp bunlardan biri haline gelir?

Kuantum fiziğinde, dolanma Parçacıklar, temel özellikleri arasında tesadüfen gerçekleşmesi mümkün olmayan bir ilişkiyi tanımlar. Bu, momentum, konum veya kutuplaşma gibi durumlara atıfta bulunabilir..

Schrödinger’in deneyi: Dolaşmış kediSchrödinger’in deneyi: Dolaşmış kedi

Bir parçacık için bu özelliklerden biri hakkında bir şeyler bilmek, diğeri için de aynı özellik hakkında size bir şeyler söyler. Bu, önceki deneyimde kutuyu açan kişinin dolaşık veya bağlantılı kediyle ve “kedinin durumunun gözlemlenmesi” ile “kedinin durumu” birbiriyle örtüşüyor.

Kuantum Bilgisayarların Bugünkü Durumu

Bugün, “kuantum bilgisayarlar” teriminin kullanımı artık bilimsel dergiler ve fizik konferansları ile sınırlı değil. Birçok oyuncu, ilk güçlü kuantum bilgisayarı kimin yapabileceği konusunda bir savaş içindedir. Bunlar Google, Rigetti, IBM, Intel, D-Wave, IonQ ve Microsoft gibi ticari varlıkları içerir. bunlara ek olarak, neredeyse tüm büyük ulus devletler şu anda kuantum hesaplama geliştirme ve araştırma için milyarlarca dolar harcıyor.

Kaynak: StatistaKaynak: Statista

Kuantum Üstünlüğü Yarışı 

Kuantum üstünlüğü, bir kuantum bilgisayarın, klasik bilgisayarların mantıklı bir şekilde yapamayacağı bir şeyi yapmasıdır. Bu örnekte, rapor edilen Google gazetesi, bir süper bilgisayarda 10.000 yıl alacağına karşılık, QC’sinde 200 saniyede (3 dakika 20 saniye) bir görevi (belirli bir rastgele sayı oluşturma) gerçekleştirebildiğini iddia etti.. 

Google, kuantum üstünlüğünü elde etmek için yeni geliştirdiği 53 kübit kuantum işlemcisi Sycamore’u kullandı. Bu kapı tabanlı süperiletken sistemin amacı, sistem hata oranları ve bunların ölçeklenebilirliği hakkında araştırma yapmak için bir test ortamı sağlamaktır. kübit teknolojisi, kuantumdaki uygulamaların yanı sıra simülasyon, optimizasyon, ve makine öğrenme.

Çınar çipiÇınar çipi (Kaynak)

Google’ın başarısı, kuantum bilgisayarların ilerlemesine doğru büyük bir adım olsa da, gerçek dünyadaki sorunları çözmek için kullanılabilecek ticari olarak uygun bir kuantum bilgisayarın var olabilmesi için önemli kilometre taşları ileride kalır..

Kuantum bilişim bir siber güvenlik tehdidi mi??

Kuantum hesaplama, iki tarafı olan serbest bir güçtür. Bir yandan bilim, hayat kurtaran tıbbi gelişmeler ve finansal stratejiler gibi alanlarda önemli bir atılımı temsil ediyor. Öte yandan, bilgileri korumak için kullanılan mevcut şifreleme sistemlerimizi kırma gücüne sahiptir..

Şu anda kullanımda olan çoğu şifreleme yönteminin güvenliği, ister şifreleme ister dijital imza olsun, bazı matematiksel problemleri çözmenin zorluğuna dayanmaktadır..

Aşağıdaki örnekleri ele alalım:

Ayrık logaritmaları hesaplarken ve tamsayıları çarpanlara ayırma farklı problemlerdir, ikisi de kuantum bilgisayarlar kullanılarak çözülebilir.

  • 1994 yılında Amerikalı matematikçi Peter Shor icat etti bir kuantum algoritması RSA algoritmasını 2048-bit ile RSA için klasik bir bilgisayarda 300 trilyon yıla karşı polinom zamanda kıran.
  • ECDSA’nın savunmasız olduğu görülmüştür. Shor’un algoritmasının değiştirilmiş versiyonu ve daha küçük anahtar alanı nedeniyle kuantum bilgisayar kullanan RSA’dan daha kolay çözülür..  
  • 160 bitlik bir eliptik eğri kriptografik anahtarı, yaklaşık 1000 kübit kullanan bir kuantum bilgisayarda kırılabilirken, güvenlik açısından eşdeğer 1024-bit RSA modülü yaklaşık 2000 kübit gerektirecektir..
Bu Ethereum’u nasıl etkiler?? 

Ethereum şu anda işlemleri imzalamak için ECDSA şeması gibi eliptik eğri tabanlı şemalar ve imza toplama; ancak, yukarıda belirtildiği gibi, güvenliğin ayrı logaritmayı çözmenin zorluğuna dayandığı eliptik eğri kriptografisi, kuantum hesaplamaya karşı savunmasızdır ve kuantuma dirençli bir şema ile değiştirilmelidir..

Karma işlevi SHA-256 kuantum açısından güvenlidir, bu da onu tersine çevirebilecek verimli bilinen bir algoritma, klasik veya kuantum olmadığı anlamına gelir..

Bilinen bir kuantum algoritması varken, Grover’ın algoritması, Kara kutu işlevi üzerinden “kuantum araması” gerçekleştiren SHA-256’nın hem çarpışma hem de ön görüntü saldırılarına karşı güvenli olduğu kanıtlanmıştır. Aslında, Grover’ın algoritması kara kutu işlevinin (bu durumda SHA) yalnızca �� sorgularını √N’ye indirebilir, bu nedenle 2 ^ 256 olasılık aramak yerine, algoritmalardan bile daha yavaş olan 2 ^ 128’i aramamız gerekir sevmek van Oorschot – Wiener algoritması genel çarpışma araması için ve Oechslin’in gökkuşağı masaları klasik bilgisayarlarda genel ön görüntü araması için. 

Ethereum'un kurucu ortağı ve mucidi Vitalik Buterin, geçtiğimiz günlerde yaptığı bir tweet'te, kuantum üstünlüğünden henüz endişe duymadığını ve tehdidin hala çok uzakta olduğuna inandığını belirtti.Ethereum’un kurucu ortağı ve mucidi Vitalik Buterin, yakın tarihli bir cıvıldamak Henüz kuantum üstünlüğü hakkında endişelenmediğini ve tehdidin hala çok uzakta olduğuna inandığını.

Ethereum 2.0 Kuantuma Dirençli Olacak

Ethereum 2.0 Serenity yükseltmesinde, hesaplar, işlemleri doğrulamak için kendi planlarını belirleyebilecekler. kuantum güvenlikli imza şemasına geçme seçeneği.

Hash tabanlı imza şemaları Lamport imzası olduğuna inanılıyor kuantuma dayanıklı, ECDSA’dan daha hızlı ve daha az karmaşık. Ne yazık ki, bu şema boyut sorunlarından muzdarip. Lamport genel anahtarının ve imzanın birlikte boyutu, ECDSA genel anahtarı ve imzasından 231 kat daha fazladır (106 bayt’a karşı 24KB). Bu nedenle, Lamport Signature şemasının kullanımı, ECDSA’dan 231 kat daha fazla depolamaya ihtiyaç duyacak ve bu maalesef şu anda pratik olmak için çok büyük..

Ethereum geliştiricileri, diğer kuantuma dirençli imza seçeneklerini test ediyor. XMSS (eXtended Merkle imza şeması) tarafından kullanılan imzalar Kuantuma Dayanıklı Defter blok zinciri, karma merdiven imzaları, ve SPHINCS.

Hızlı oldukları ve küçük imzalar sağladıkları için, XMSS gibi karma tabanlı imza şemalarına geçmenin birçok nedeni vardır. Bir büyük dezavantaj, XMSS imza şemalarının, birçok tek seferlik imzaya sahip Merkle ağaçları nedeniyle durum bilgisine sahip olmasıdır. Bu, bir imza oluşturmak için halihazırda hangi bir kerelik anahtar çiftlerinin kullanıldığını hatırlamak için durumun saklanması gerektiği anlamına gelir. Öte yandan, SPHINCS imzaları, Merkle ağaçları ile birkaç zaman imzası kullandıklarından devletsizdir; bu, artık bir imza birden çok kez kullanılabileceğinden, durumu depolamaya gerek olmadığı anlamına gelir. 

Karma tabanlı RANDAO Ethereum 2.0’da işaret zincirinde rastgele sayı üretimi için kullanılan işlevlerin kuantum sonrası olduğuna inanılıyor..

Daha Sağlam Bir Kuantum Sonrası Ethereum 3.0 Vizyonu

Ethereal sırasında, Ethereum Vakfı’ndan Justin Drake, 2027 Ethereum 3.0 planının zk-SNARK’lardan zk-STARKs protokolüne geçme planını açıkladı. Her iki teknik de kanıtlayıcının, herhangi bir özel bilgi paylaşmadan yalnızca kanıtlayıcının iddiasını destekleyen bir kanıtı paylaşarak belirli bir iddia hakkında doğrulayıcıyı ikna etmesine olanak tanır. Bu teknikler normalde göndermek için bir gizlilik ve ölçeklenebilirlik yöntemi olarak kullanılır. gizli işlemler Ethereum’da veya imza birleştirme için BLS imzalarının yerine. Ancak zk-SNARKS, kuantuma dirençli olmayan eşleşmelere dayanır. zk-SNARKS, tehlikeye atılma riskini taşıyan, tüm sistemi tehlikeye atan ve yanlış kanıtların oluşturulmasına izin veren güvenilir bir kurulum kullanır..

Öte yandan ZK-STARK’lar, eşleştirmelere değil, hash’e dayalı olduklarından kuantum güvenlidir. Güvenilir bir kuruluma olan ihtiyacı ortadan kaldırarak bu teknolojiyi geliştirirler..

Sonuç

Google büyük bir başarıya imza attı. Bu teknoloji, malzeme bilimi ve tıp gibi alanlarda hayal bile edilemeyecek ilerlemeler sağlamak için kuantum mekaniğinin olağandışı yasalarından yararlanacak. Aynı zamanda, siber güvenliğe yönelik en büyük tehdidi de oluşturabilir. Neyse ki, tehdit henüz burada değil. Kuantum gücünün ne zaman vuracağını kimse bilmiyor, ancak vurduğunda Ethereum hazırlanacak.

Ethereum topluluğundan geliştiriciler, savunmasız olanları değiştirmek ve güvenli, esnek bir kuantum sonrası Ethereum protokolü oluşturmak için alternatif kriptografik imza planları üzerinde çalışmaya başladılar. Ek olarak, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) bir veya daha fazla kuantuma dayanıklı açık anahtar şifreleme algoritmasını istemek, değerlendirmek ve standartlaştırmak için bir süreç başlattı. Bu gönderi sırasında NIST, kısa listeye alınmış 26 algoritma kuantum sonrası kriptografi standardizasyonu için bir sonraki test turuna geçmek için.

Amira Bouguera, ConsenSys Paris’te bir kriptograf ve güvenlik mühendisidir. Université Paris 8 kriptografi öğretiyor.

Ethereum 2.0 hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz??

Serenity’ye giden yol haritamıza göz atın 

Ethereum 2.0 tasarım hedefleri hakkında daha fazla bilgi edinin.

Ben Edgington’dan Sözler 

En son Ethereum haberleri, kurumsal çözümler, geliştirici kaynakları ve daha fazlası için haber bültenimize abone olun.Başarılı Bir Blockchain Ürünü Nasıl OluşturulurWeb semineri

Başarılı Bir Blockchain Ürünü Nasıl Oluşturulur

Ethereum Düğümü Nasıl Kurulur ve ÇalıştırılırWeb semineri

Ethereum Düğümü Nasıl Kurulur ve Çalıştırılır

Kendi Ethereum API'nizi Nasıl Oluşturabilirsiniz?Web semineri

Kendi Ethereum API’nizi Nasıl Oluşturabilirsiniz?

Sosyal Simge Nasıl OluşturulurWeb semineri

Sosyal Simge Nasıl Oluşturulur

Akıllı Sözleşme Geliştirmede Güvenlik Araçlarını KullanmaWeb semineri

Akıllı Sözleşme Geliştirmede Güvenlik Araçlarını Kullanma

Finans Dijital Varlıklarının ve DeFi'nin GeleceğiWeb semineri

Finansın Geleceği: Dijital Varlıklar ve DeFi

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map