Bitcoin: Κβαντική υπολογιστική & ασφάλεια κρυπτοσυχνοτήτων

Τι θα γίνει με το Bitcoin στην περίπτωση κυκλοφορίας κβαντικών συστημάτων; Οι κβαντικοί υπολογιστές, όταν αρχίσουν να κυκλοφορούν “ευρέως”, δεν θα χρησιμοποιηθούν σε καθημερινές εφαρμογές όπως για να γράψουμε κάτι στο Office ή για να παίξουμε κάποιο παιχνίδι (αν και πολλοί είναι αυτοί που θα το ήθελαν).

Αντίθετα, θα βοηθήσουν με καθήκοντα επεξεργασίας δεδομένων και επίλυση προβλημάτων που απαιτούν πολύ ισχυρή υπολογιστική ισχύ. Ωστόσο, ενώ οι περισσότεροι από εμάς έχουμε θετικές προθέσεις για αυτές τις επερχόμενες τεχνολογίες, υπάρχουν και άλλοι που σκέφτονται κακόβουλα.

Δες περισσότερα άρθρα του iGuRu.gr όταν αναζητάς ειδήσεις στην Google.

Το iGuRu.gr προτιμώμενη πηγή

Οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν μια απίστευτη ικανότητα να εκτελούν ταυτόχρονα πολλαπλούς υπολογισμούς, σε αντίθεση με τους συμβατικούς υπολογιστές. Για παράδειγμα, οι σύγχρονοι υπολογιστές δεν θα μπορούσαν ποτέ να σπάσουν ένα κλειδί 256-bit διασταυρώνοντας κάθε συνδυασμό ενώ ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να το επιτύχει με μεγάλη ευκολία.

Για να δούμε την διαφορά της ταχύτητας θα παραθέσουμε το παράδειγμα του κβαντικού υπολογιστή D-Wave 2X της Google ο οποίος μπορεί να λύσει αλγορίθμους 100.000.000 φορές γρηγορότερα από τις πιο σύγχρονες υπολογιστικές συσκευές.

Αυτό σημαίνει ότι οι βίαιες επιθέσεις (brute force) κατά των πρωτοκόλλων ασφαλείας θα έχουν ξαφνικά εντυπωσιακά αποτελέσματα, γεγονός που θα προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στην παγκόσμια χρηματοδότηση, την πληροφορική και την πληροφορία στο σύνολό της.

Δεν είναι λοιπόν έκπληξη το γεγονός ότι και το Bitcoin κινδυνεύει σοβαρά από τον ερχομό των κβαντικών υπολογιστών.

Το Bitcoin, καθώς και άλλα cryptocurrencies, έχουν γίνει πολύ δημοφιλή για πολλούς λόγους.

• Τα κρυπτοσυστήματα παρέχουν σχεδόν πλήρη αυτονομία, επιτρέποντας σε ιδιώτες και επιχειρήσεις να αγοράζουν αγαθά και υπηρεσίες χωρίς να αποκαλύπτουν την ταυτότητά τους.
• Το σύστημα βασίζεται στην κρυπτογράφηση για να διατηρεί τα πορτοφόλια (wallets) ασφαλή, ώστε να μην μπορούν να έχουν άλλοι πρόσβαση στα Bitcoins άλλου χρήστη.
• Το Bitcoin είναι αποκεντρωμένο, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει τράπεζα Bitcoin ή ένας μόνο διακομιστής που είναι υπεύθυνος για ολόκληρο το σύστημα (αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε κατάχρηση). Το σύστημα Bitcoin διατηρείται και υποστηρίζεται από όλους τους υπολογιστές του δικτύου, με όλες τις συναλλαγές να καταγράφονται σε ένα δημόσιο βιβλίο.

Όμως, χωρίς κρυπτογράφηση, το σύστημα Bitcoin δεν θα λειτουργούσε ποτέ, καθώς οι χρήστες δεν θα είχαν καμία εμπιστοσύνη στο νόμισμα. Επομένως, η ασφάλεια του Bitcoin μέσω της κρυπτογράφησης είναι πρωταρχικής σημασίας.

Bitcoin: Τι θα συμβεί όταν κυκλοφορήσουν οι κβαντικοί υπολογιστές;

Τα πορτοφόλια (wallets) του Bitcoin χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση 256-bit, η οποία είναι η μόνη πραγματική άμυνα κατά της ψηφιακής κλοπής.

Όμως οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν πολύ γρήγορα να προσδιορίσουν τα ιδιωτικά κλειδιά ενός συστήματος. Αυτό θα οδηγούσε είτε στην κατακόρυφη πτώση της αξίας του Bitcoin είτε στην εγκατάλειψη των Bitcoins εντελώς, καθώς θα χαθεί ένα πολύ σημαντικό συστατικό της επιτυχίας, η εμπιστοσύνη.

Επιπλέον, η αξία εξόρυξης των Bitcoin (Bitcoin mining) θα γίνει ασήμαντη και θα οδηγήσει σε ξαφνική υπερφόρτωση Bitcoins στην αγορά ή για να το πούμε καλύτερα, που βρίσκονται σε κυκλοφορία. Αυτή η αύξηση της διαθεσιμότητας του Bitcoin θα προκαλούσε υπερπληθωρισμό (κορεσμό) και συνεπώς πτώση της τιμής του Bitcoin.

Ο Bitcoin, ωστόσο, δεν είναι το μόνο θύμα μιας τέτοιας παραβίασης στην ασφάλεια. Όλες οι άλλες κρυπτοσυχνότητες, όπως τα συστήματα ηλεκτρονικών συναλλαγών, οι τράπεζες, τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα, οι ιστοσελίδες, τα συστήματα σύνδεσης, οι κυβερνήσεις και ακόμη και οι κρυπτογράφηση του κάθε αρχείου θα ήταν σε κίνδυνο.

Οι κβαντικοί υπολογιστές αποτελούν απειλή κατά τη χρήση συμβατικών πρωτοκόλλων ασφαλείας που βασίζονται σε σύγχρονους υπολογιστές που είναι πολύ αργά για να σπάσουν κλειδιά μεγαλύτερα των 128 bits. Αλλά τι γίνεται με έναν διαφορετικό τύπο πρωτοκόλλου ασφαλείας που δεν έχει σχεδιαστεί για συμβατικά συστήματα;

Τι γίνεται με την κβαντική κρυπτογραφία;

Στην κβαντική φυσική, υπάρχει ένα φαινόμενο το οποίο από μόνο του είναι πραγματικά εκπληκτικό: η κβαντική υπέρθεση (quantum superposition). Με απλά λόγια, αν δεν παρατηρηθεί η κατάσταση ενός σωματιδίου και δεν είναι γνωστή, λέγεται ότι είναι σε υπέρθεση (δηλαδή, η περιστροφή ενός ηλεκτρονίου σε όλες τις πιθανές καταστάσεις). Μόλις παρατηρηθεί το σωματίδιο, η επικάλυψη χάνεται και το σωματίδιο αναλαμβάνει μια συγκεκριμένη κατάσταση. Στη συνέχεια, υπάρχει ένα δεύτερο φαινόμενο που ονομάζεται κβαντική εμπλοκή (quantum entanglement), όπου δύο σωματίδια εμπλέκονται έτσι ώστε, εάν η κατάσταση του ενός σωματιδίου είναι γνωστή, τότε μπορεί να συναχθεί και η κατάσταση του άλλου σωματιδίου.

Αυτά τα δύο φαινόμενα, όταν συνδυάζονται, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση κβαντικών καταστάσεων από έναν χρήστη στον άλλο. Φανταστείτε ότι αυτή η πληροφορία θα μπορούσε να είναι ένα κλειδί που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για την αποκρυπτογράφηση ενός μηνύματος χρησιμοποιώντας συμβατικά συστήματα.

Στην κλασική υπολογιστική, η αποστολή ενός κλειδιού πάνω σε ένα δίκτυο είναι ακίνδυνη καθώς όλοι μπορούν να παρακολουθήσουν, να αποκτήσουν το κλειδί και στη συνέχεια να αποκρυπτογραφήσουν τις πληροφορίες που μεταφέρονται, μεταξύ των δύο χρηστών.

Αλλά στην κβαντική κρυπτογραφία, το κλειδί που αποστέλλεται “ακάλυπτο” βρίσκεται σε κβαντική κατάσταση. Αν κάποιος διαβάσει το κλειδί, η κατάσταση υπέρθεσης θα χαθεί και ο αρχικός παραλήπτης θα ανιχνεύσει την απώλεια της υπέρθεσης και θα απορρίψει το κλειδί.

Αυτή η μέθοδος διανομής κλειδιού ονομάζεται Quantum Key Distribution. Σήμερα, υπάρχουν κρυπτογράφοι που εργάζονται στο θέμα και αναπτύσσουν κρυπτογραφικές μεθόδους για την καταπολέμηση κβαντικών υπολογιστών.

Για παράδειγμα, ο Llew Claasen, εκτελεστικός διευθυντής του Ιδρύματος Bitcoin, δήλωσε ότι επί του παρόντος βρίσκονται σε εξέλιξη λύσεις για να παραμείνει το σύστημα άτρωτο από τις κβαντικές τεχνολογίες.

Ωστόσο, καθώς το σύστημα Bitcoin είναι αποκεντρωμένο, ολόκληρο το σύστημα θα πρέπει να συμφωνήσει με κάθε νέα αλλαγή.

Αυτό μπορεί να αποδειχθεί πολύ πιο δύσκολο από το σχεδιασμό του ίδιου του νέου συστήματος.

giorgos

Ο Γιώργος ακόμα αναρωτιέται τι κάνει εδώ….