Kas kvantarvutus võib Bitcoini murda?

Lubage mul alustada seda osa lahtiütlemisega. Mul ei ole piisavalt suurt aju, et mõista, mis on kvantarvutus.

Seda öeldes olen väga uudishimulik selle võimaliku mõju kohta Bitcoin ja sellest tulenevalt olen hiljuti oma vabal ajal natuke aega selle uurimisele kulutanud. Teate küll, "lõbu pärast". Ausalt öeldes veetsin selle kuu alguses pool päeva lennujaamas, nii et mida ma pidin tegema, et aega surnuks lüüa?

Kas otsite kiireid uudiseid, vihjeid ja turuanalüüse? Täna registreeruge Invezzi infolehele.

Arvasin, et panen kokku tüki, mis üritab oma uurimistöö kokku võtta ja selgitada, mis on kvantarvutus, samuti selle mõju Bitcoinile. Lihtsamalt öeldes saavad teised normaalsed inimesed nagu mina – kui soovite, mitte imelikud teadlased – mõista seda. Siin on see, mida ma leidsin.

Mis on kvantarvutus?

Kvantarvuti on kiiresti arenev tehnoloogia mis toetub kvantmehaanikale, et lahendada probleeme, mis on "tavaliste" arvutite jaoks liiga arenenud. See käsitleb subatomiliste osakeste vastasmõju ja liikumist ning see on arenenud kohaks, mida enamik teadlasi poleks osanud isegi paar aastat tagasi ette kujutada.

Sisuliselt mõelge ülivõimsatele arvutitele, mis suudavad lahendada ülimalt keerulisi matemaatilisi ja krüptograafilisi mõistatusi yyyyy kiiremini kui klassikalised arvutid tänapäeval. Vihje vihje.

Mis on sellel pistmist Bitcoiniga?

Bitcoin põhineb asjal, mida nimetatakse asümmeetriliseks krüptograafiaks. See tähendab, et see töötab põhimõttel, mida nimetatakse "ühesuunaliseks funktsiooniks". Igal Bitcoini rahakotil on kaks olulist aspekti: privaatvõti ja avalik võti. Kui teil on privaatvõti, saate avaliku võtme hõlpsalt tuletada. Kuid – ja see on otsustava tähtsusega – vastupidine ei pea paika, nii et kui teil on kellegi avalik võti, ei saa te tema privaatvõtit tuletada. Seega "ühesuunaline funktsioon".

See on loogiline. Ilmselgelt oleks Bitcoinist kasutu, kui saaksite välja tõmmata kellegi avaliku võtme (mis on enamasti kõigile veebis vaatamiseks saadaval) ja sellest järeldada tema privaatvõti, pääsedes seega ligi tema rahakotile. Tänapäeva arvutitega ei saa seda kuidagi teha, sest privaatvõtme väljamurdmiseks tuleks läbi sõeluda astronoomiline arv arvutusi.

Astu sisse kvantarvutitesse. Mõelge kvantarvutile, nagu Albert Einsteini aju, ja tavalisele arvutile nagu minu armetu aju. Asjad, mis on minu jaoks täiesti teostamatud, jäävad härra Einsteini võimaluste piiridesse. Ja selles analoogias saab Einstein privaatvõtme murda.

Paljud arvavad, et kvantarvutite jõudmine sellesse punkti on vältimatu. Vaadates nende viimaste aastate edusamme, oleks selle vastu raske panustada. Näiteks 2019. Google väitis artiklis (mida teadlased pikisilmi ootasid), et on välja töötanud eriti arenenud kvantarvuti. See arvuti suutis 200 sekundiga sooritada arvutuse, mis kuluks tänapäeva kõige arenenumal klassikalisel arvutil, tuntud kui Summit, umbes 10,000 XNUMX aastat.

Bitcoini puhul peab saatja bitcoinide saatmiseks ühelt aadressilt teisele andma loa, et talle kuulub (avalik) aadress, kus raha hoitakse. Selleks peavad nad andma oma privaatvõtme kujul digitaalallkirja, mis tõendab, et sellel aadressil olevad rahalised vahendid on nende omad. Piisava võimsusega kvantarvuti puhul võib keegi, kellel on teie avalik võti, koodi murda, et saada teie privaatvõti, saades seeläbi õiguse allkirja võltsida ja kõik teie bitcoinid kokku pühkida. Šokk ja õudus! Hüüumärk!

Kuid pidage kinni – see ei tähenda, et bitcoini rahakotid lõhutakse. Vähemalt mitte kõik.

Kas kvantarvutid purustavad Bitcoini?

Siin vaadeldaval eesmärgil saab Bitcoini aadressid jagada kahte kategooriasse. See kõlab alguses pisut keeruliselt, kuid pidage meeles, et ma ei ole ka arvutitaustaga, seega jätan selle lihtsaks ja seon kõik kokku.

Esimest kahest Bitcoini aadressikategooriast nimetatakse avalikule võtmele maksmiseks (p2pk). See oli OG-aadressi tüüp ja seetõttu kuulub enamik tolleaegseid aadresse sellesse kategooriasse. See hõlmab ka teie bitcoine, härra või proua Nakamoto – aga Satoshi mõjust hiljem.

Need p2pk-aadressid on kõige haavatavamad, kui rääkida potentsiaalsest tulevikust, mis hõlmab kvantarvuteid. Avalik võti on otse kättesaadav rahakoti aadressilt ja kuna tegemist on plokiahelaga, on aadressid kõik maailmas kõigile nähtavad.

Näiteks see on Bitcoini päritolu bitcoini aadress, esimene aadress, mis kunagi tehtud. Satoshi Nakamoto – kus iganes sa oled, suur mees – sai 50. jaanuaril selle kaevandamise eest preemiaks 3 bitcoini^rd 2009. 50 bitcoini pole sellest ajast saati kordagi aadressilt lahkunud. Ja igaüks saab tuletada selle aadressi avaliku võtme.

(Oh, lõbusa kõrvalmärkusena, nagu allpool näete, on sellel aadressil 68 bitcoini, hoolimata sellest, et Satoshi teenis selle kaevandamise eest ainult 50 bitcoini. Seda seetõttu, et inimesed on saatnud sellele aadressile bitcoine läbi aastate, et näidata oma tunnustust selle eest, mida Satoshi tegi).

Satoshi kaevandas tegelikult üle 22,000 50 bitcoini ploki, mille iga kord genereeriti uus aadress, kuna ta soovis jääda võimalikult anonüümseks. Kõigil neil aadressidel on 1 bitcoini (jällegi, ükski pole kunagi kolinud – teemantkäe keiser), eeldatakse, et Satoshile kuuluvad umbes XNUMX miljon bitcoini.

Aga igatahes, tagasi asja juurde. Need on ilmselgelt varajased bitcoini aadressid ja kuuluvad seega p2pk kategooriasse. See tähendab, et avalikult nähtavad aadressid, näiteks geneesi aadress, nagu ülal näidatud – 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa – kõigil on avalikud võtmed, mis on kõigile kättesaadavad maailmas.

Ja kui kvantarvuti tuleb, suudab see nende aadresside privaatvõtmed nendest saadaolevatest avalikest võtmetest lahti murda ja kõik bitcoinid kokku pühkida. Selle jaotise oluline järeldus on see, et selleks, et kvantarvuti saaks Bitcoini aadressi ohustada, esmalt peab sellel olema juurdepääsetav avalik võti.

Kas kõik aadressid võivad kvantarvutite poolt puruneda?

Õnneks ei kuulu kõik aadressid sellesse kategooriasse. Teine kategooria on uuemat tüüpi aadress, mida nimetatakse avaliku võtme räsimaks (p2pkh). Nende aadresside puhul ei saa sellelt aadressilt avalikku võtit hankida. Selle asemel avaldatakse avalik võti maailmale alles siis, kui tehakse tehing, mille kaudu saadetakse raha sellest rahakotist.

See tähendab, et need aadressid on kvantarvutite jaoks läbimatud kuni kasutaja saadab raha sellest rahakotist. Pärast seda on need täpselt nagu ülaltoodud Satoshi p2pk-aadressid – nende avalikud võtmed on maailmale nähtavad ja nad on haavatavad kvantarvutite suhtes.

Seetõttu julgustavad puristid Bitcoini aadresse taaskasutama. Tõepoolest, kui inimene on võimalikult turvaline, ei tohiks nad kunagi sama aadressi uuesti kasutada, kuid paljud ei võta seda nõuannet tähele.

Kui palju Bitcoini aadresse saavad kvantarvutid murda?

Eelmise jaotise kokkuvõtteks võib öelda, et kahte tüüpi bitcoini aadressid on kvantarvutuse suhtes haavatavad. Esimene on vana kooli p2pk-aadressid, nagu Satoshi oma. Teine on taaskasutatud p2pkh-aadressid.

Deloitte avaldatud analüüs, milles hinnatakse nendesse kategooriatesse kuuluvate aadresside arvu. Allolev graafik võtab nende järeldused kokku.

See näitab, et algusaastatel domineerisid vana kooli p2pk-aadressid. Turvalisemad p2pkh-aadressid jõudsid võrku 2010. aastal ja muutusid peagi domineerivaks aadressitüübiks. Tehtud peamine järeldus on see, et vana kooli p2pk-aadressides sisalduvate müntide arv näib olevat püsinud konstantsena umbes 2 miljoni bitcoini juures (9.5% 21 miljoni bitcoini lõpppakkumisest, millest üle poole arvatakse kuuluvat Satoshile ).

Arvan, et p2pk-aadressides seisvat 2 miljonit münti (sinine joon) vaadates on õiglane järeldada, et need võivad olla seotud varakult kasutusele võtnud kaevuritega, kes pole kunagi müünud ​​ja paljud on tõenäoliselt kadunud mündid (jälle pooled neist on Satoshi omad) .

Rohkem intrigeerivat on taaskasutatud p2pkh-aadressid (lilla joon), teine ​​​​kategooria, mis on kvantarvutite suhtes haavatav. Pärast 2010. ja 2014. aasta vahelist kasvu on see sellest ajast alates vähenenud ja on praegu umbes 2.5 miljonit münti.

See tähendab, et kokku on kvantarvutite suhtes haavatavad 4–4.5 miljonit münti (punane punktiirjoon graafikul) (2 miljonit vana kooli p2pk-aadressilt ja 2.5 miljonit taaskasutatud p2pkh-aadressilt). See on üle 20% lõpppakkumisest.

Kuidas saate vähendada Bitcoinide varastamise ohtu?

On ühte tüüpi aadressid, mis on turvalised: p2pkh aadressid, mida pole kunagi kasutatud bitcoinide mujale saatmiseks. Teisest küljest on haavatavad p2pkh-aadress, mis on varem bitcoine mujale saatnud, kui ka p2pk-aadressid (olenemata sellest, kas nad on bitcoine saatnud või mitte).

Seega tuleb oma bitcoinide kaitsmiseks saata need uuele p2pkh-aadressile. See on peamine argument Bitcoini kvantandmetöötluse ohu vastu. Usklikud ütlevad, et bitcoine saab lihtsalt uutele p2pkh-aadressidele üle kanda ja seetõttu on need läbimatud. Nad on õiged.

Kuid on konks. Kui olete oma aadressi privaatvõtmed kaotanud, ei pääse te neile bitcoinidele juurde ja seetõttu ei saa neid teisaldada. See tähendab, et pärast kvantarvutite võrku jõudmist saavad need häkkerite jaoks tasuta valida.

Ehkki Deloitte'i uuringus hinnati Bitcoini aadresside arvu, mis oleksid haavatavad, kui kvantarvutid tuleks täna võrku (21%), võib-olla on asjakohasem küsimus, kui palju bitcoine on kvantarvutite ohu suhtes alati haavatavad. Sest mis iganes see arv ka poleks, on see võtmetähtsusega, mis kujutab Bitcoini võrgule üldiselt süsteemset ohtu.

Kas Bitcoinil on süsteemne risk?

Oletame, et 21. sajandi Albert Einstein ärkab homme ja tal on äkki kvantarvuti. Little Albert Junior pühib üle 20% kogu Bitcoini pakkumisest. Mis järgmisena juhtub?

Ilmselgelt hind langeb. Esiteks suureneb pakkumine oluliselt, kuna kõik kaotatud mündid, sealhulgas 5% eeldatavalt Satoshile kuuluvast, on nüüd tagasi ringluses. Kuid hind langeb enama kui lihtsa pakkumisepoolse kohandamise tõttu.

Seda, kuhu hind langeb, võib igaüks arvata, kuid minu arvates läheb see nulli lähedale. Kuidas veenda inimesi, et Bitcoinil – mida turundatakse igavesti kui kõige raskemini eksisteerivat rahavormi – on üks tohutu konks?

Argumendiks on siis: "Olgu, me kõik arvasime, et see on kõige raskem raha, mis kunagi eksisteerinud, kuigi tehnoloogia oli vigane ja arvutid arenesid nii kaugele, et need purustasid, kuid nüüd lubame, et see on jälle ohutu ja tehnoloogia ei murra seda enam kunagi ”.

Kui palju inimesi kasutab selle stsenaariumi korral Bitcoini? Kas näete S&P 500 ettevõtteid, kellel on see bilansis? Kas on veel riike, kes kuulutavad selle seadusliku maksevahendina? Kas mõni pensionifond sellesse investeerib? See ei ole ainult 20% pakkumisest kadunud, kogu kontsert oleks üleval. See oleks läbi.

Seetõttu tuleb haavatavate bitcoinide arvu 20% võrra vähendada. Õnneks ei ole oodata, et Albert Einstein Jr on homseks oma superarvuti võrgus.

Miks kõik ei liigu lihtsalt (läbipääsematutele) uutele p2pkh-aadressidele?

See on lahendus. Kuid nagu ma ütlesin, on bitcoine sisaldavaid rahakotte, mille kasutajad on kaotanud privaatvõtmed või surnud või mitmel muul põhjusel. Neid bitcoine ei saa teisaldada. Kui Satoshi on näiteks surnud, ei liigutata tema münte enne, kui on välja töötatud piisava võimsusega kvantarvuti.

See pani plokiahela tehnoloogia eksperdi Andreas Antolopoulose kuulutama järgmist:

Kui Satoshi mündid liiguvad, saame teada, millal on kvantarvutus olemas

Kui Satoshi mündid liiguvad, saame teada, millal on kvantarvutus olemas

Andreas Antolopoulos

Kuid kõik pole veel kadunud. Õnneks on sellele loodetavasti-hüpoteetilisele-kuid-tegelikkuses-ühepäeva-mitte-hüpoteetilisele probleemile lahendus. See lahendus on jõuda Bitcoini kogukonnas plaanini, et sundida inimesi oma bitcoine teisaldama aadressidele, mis ei ole haavatavad. Deloitte soovitab, et selline plaan võiks kirjeldada, et "pärast ettemääratud perioodi (aja jooksul, mis võimaldab inimestel oma bitcoinid ohututele aadressidele teisaldada) muutuvad ebaturvalistel aadressidel olevad mündid kasutuskõlbmatuks (tehniliselt tähendab see, et kaevurid ignoreerivad nendelt aadressidelt tulevaid tehinguid). ”.

Suure tõenäosusega oleks see uskumatult segane ja lahkarvamusi tekitav probleem. Kogukonnas konsensuse saavutamine oleks õudusunenägu ja see tuletab mulle meelde kurikuulsat kodusõja perioodi Bitcoini kogukonnas 2017. aastal, mis viis "kõva kahvlini" ja Bitcoin Cashi loomiseni.

Kas Bitcoin on kindlasti ohutu, kui see edastatakse läbitungimatutele aadressidele?

Hmm. Noh, on veel üks probleem. Kui tehing rahakotist raha saatmiseks on tehtud, muutub avalik võti kättesaadavaks. See tähendab, et kvantarvuti võib privaatvõtme murda.

Kuid tehingu algatamise ja kaevurite kinnitamise vahel on viivitus. Bitcoini plokke kaevandatakse iga kümne minuti järel, mis tähendab, et on olemas aken, kus avalik võti on saadaval, kuid raha pole veel rahakotist üle kantud.

Seega, kui ründajal õnnestub selle aja jooksul hankida avalikust võtmest privaatvõti ja seejärel teha omatehing, mille käigus ta saadab samad bitcoinid, mida proovite saata, kuid teisele aadressile, ja maksab ettevõttele kõrgema kaevandamistasu. järjekorras eelisjärjekorras, võidakse bitcoinid varastada.

Seega, kui kvantarvuti jõuab kunagi nii kaugele, et suudab privaatvõtme lahti murda vähem kui kümne minutiga – ja see on siin muutumas üha müütilisemaks territooriumile, peaksin hoiatama –, siis on kõik panused välja lülitatud ja teoreetiliselt on kõik sellel tehtud tehingud. võrku võib häkkida.  

Jätkan siinkohal Deloitte'iga, kes võtab selle probleemi hästi kokku:

Praegused teaduslikud hinnangud ennustavad, et kvantarvuti jaoks kulub umbes 8 tundi RSA-võtme murdmiseks, ja mõned konkreetsed arvutused ennustavad, et Bitcoini allkirja võidakse häkkida jooksul 30 minutit

See tähendab, et Bitcoin peaks põhimõtteliselt olema kvantrünnakute suhtes vastupidav (nii kaua kui te aadresse uuesti ei kasuta). Kuna kvantarvutite valdkond on aga alles lapsekingades, on ebaselge, kui kiireks selline kvantarvuti tulevikus muutub

Kui kvantarvuti jõuab kunagi lähemale 10 minuti piirile, et tuletada oma avalikust võtmest privaatvõti, läheb Bitcoini plokiahel oma olemuselt katki.

Itan Barmes & Bram Bosch, Deloitte

Järeldus

Tõendid viitavad sellele, et Bitcoin on aastaid turvaline.

Tõendid viitavad ka tulevikumaailmale, kus eksisteerivad kvantarvutid ja Bitcoin on lõpuks haavatav. Isegi juhul, kui see juhtub, võib Bitcoini võrk ohu nullida, tehes pehme kahvli ja migreerudes kvantturvalise krüpteerimismeetodiga võrku.

Sellisel juhul on probleem (viha olla rohkemate halbade uudiste kandja) see, et see võib tõenäoliselt põhjustada tõsiseid mastaapsuse probleeme, millega võrk juba võitleb.

Selle kokkuvõtteks on oluline, kuidas tehnoloogia läheb – nii kvantarvutite kui ka Bitcoini puhul. Tehnoloogia areneb välgukiirusel. Näitena võib tuua just selle arutelu, mis oleks 20 aastat tagasi olnud jabur, nii seoses kvantarvutite paratamatusega, kui ka seoses digitaalvaluuta ja millegi, mida nimetatakse "plokiahelaks", olemasolu.

Bitcoini poolel tuleb teha rohkem uuringuid ja jätkuvat arendustööd, et tagada selle tulevik kvantarvutite ohu vastu. Kogukond on jõudnud kaugele ja Bitcoin areneb hoolimata sellest, mida paljud vasturääkijad vaidlevad, nii et see on väga võimalik.

Maailm, kus Bitcoin läheb üle kvantkvandijärgsele krüptograafiamehhanismile, ei ole jaburam kui maailm, kus eksisteerivad kvantarvutid, mis suudavad privaatvõtmeid murda. Jääb vaid loota, et esimene jõuab kohale.

Täname, et lugesite minu katset seda uskumatult keerulist ja spekulatiivset probleemi lihtsustada. Kui teil on kommentaare või tagasisidet (isegi vihameili!), võtke minuga Twitteris ühendust aadressil @DanniiAshmore või @InvezzPortal.