Позвольте мне начать эту часть с отказа от ответственности. У меня нет мозга достаточно большого, чтобы приблизиться к пониманию того, что такое квантовые вычисления.
Сказав это, мне очень любопытно, как это может повлиять на Bitcoin и в результате я недавно потратил немного времени на изучение этого в свободное время. Вы знаете, «по приколу». Честно говоря, в начале этого месяца я провел полдня в аэропорту, так что же мне было делать, чтобы убить время?
Вы ищете быстрые новости, полезные советы и анализ рынка? Подпишитесь на рассылку новостей Invezz сегодня.
Я решил составить статью, пытаясь подвести итоги моего исследования и объяснить, что такое квантовые вычисления, а также их значение для Биткойна, простыми словами, чтобы другие нормальные люди, такие как я — не выдающиеся ученые, если хотите — могли понять это. Вот что я нашел.
Что такое квантовые вычисления?
Квантовые вычисления — это быстро развивающееся technology который опирается на квантовую механику для решения проблем, слишком сложных для «обычных» компьютеров. Он имеет дело с взаимодействием и движением субатомных частиц и развился до такой степени, которую большинство ученых даже не могли себе представить даже несколько лет назад.
По сути, подумайте о сверхмощных компьютерах, способных решать чрезвычайно сложные математические и криптографические задачи намного быстрее, чем сегодняшние классические компьютеры. Подсказка Подсказка.
Какое это имеет отношение к биткойну?
Биткойн основан на так называемой асимметричной криптографии. Это означает, что он работает по принципу, называемому «односторонней функцией». В каждом биткойн-кошельке есть два жизненно важных аспекта: закрытый ключ и открытый ключ. Если у вас есть закрытый ключ, вы можете легко вывести открытый ключ. Однако — и это самая важная часть — обратное неверно, поэтому, если у вас есть чей-то открытый ключ, вы не можете вывести его закрытый ключ. Отсюда и «односторонняя функция».
Это имеет смысл. Очевидно, что Биткойн был бы бесполезен, если бы вы могли получить чей-то открытый ключ (который, по большей части, доступен всем для просмотра в Интернете) и вывести из этого его закрытый ключ, тем самым получив доступ к его кошельку. С современными компьютерами сделать это невозможно, потому что вам придется просеять астрономическое количество вычислений, чтобы взломать секретный ключ.
Шаг в квантовые компьютеры. Подумайте о квантовом компьютере, подобном мозгу Альберта Эйнштейна, и обычном компьютере, подобном моему жалкому мозгу. Вещи, совершенно невозможные для меня, находятся в пределах возможностей мистера Эйнштейна. И в этой аналогии Эйнштейн может взломать закрытый ключ.
Многие считают, что квантовые компьютеры неизбежно дойдут до этой точки. Глядя на их прогресс в последние годы, было бы трудно сделать ставку против этого. Например, в 2019 г. Google заявил в статье (которую с нетерпением ждали исследователи), что разработал особенно продвинутый квантовый компьютер. Этот компьютер был способен выполнить вычисление за 200 секунд, на что у самого современного классического компьютера, известного как Summit, ушло бы примерно 10,000 XNUMX лет.
С биткойнами, чтобы отправить биткойны с одного адреса на другой, отправитель должен авторизовать, что он владеет (общедоступным) адресом, где хранятся средства. Для этого они должны предоставить цифровую подпись в виде своего закрытого ключа, чтобы доказать, что средства на этом адресе принадлежат им. С квантовым компьютером достаточной мощности кто-то, у кого есть ваш открытый ключ, может взломать код, чтобы получить ваш закрытый ключ, таким образом, получив возможность подделать подпись и получить все ваши биткойны. Шок и ужас! Восклицательный знак!
Но подождите — это не значит, что биткойн-кошельки вот-вот будут взломаны. По крайней мере, не все.
Смогут ли квантовые компьютеры взломать биткойн?
Биткойн-адреса для целей, которые мы здесь рассматриваем, можно разделить на две категории. Поначалу это будет звучать немного сложно, но потерпите меня — помните, я тоже не с компьютерным образованием, поэтому я буду простым и свяжу все воедино.
Первая из двух категорий биткойн-адресов называется «плата за открытый ключ» (p2pk). Это был тип адреса OG, и, следовательно, большинство адресов прошлого подпадают под эту категорию. Это включает в себя ваши биткойны, мистер или мисс Накамото, но подробнее о последствиях Сатоши позже.
Эти адреса p2pk являются уязвимыми, когда речь идет о потенциальном будущем, включающем квантовые компьютеры. Открытый ключ можно получить напрямую из адреса кошелька, и, поскольку это блокчейн, все адреса видны всем в мире.
Например, этой это исходный биткойн-адрес биткойна, первый когда-либо созданный адрес. Сатоши Накамото — где бы ты ни был, большой парень — получил 50 биткойнов в качестве награды за майнинг еще 3 января.rd 2009. С тех пор 50 биткойнов никогда не покидали адрес. И каждый может вывести открытый ключ этого адреса.
(О, в качестве забавного примечания, как вы можете видеть ниже, на этом адресе 68 биткойнов, несмотря на то, что Сатоши заработал только 50 биткойнов за его майнинг. Это потому, что люди годами отправляли биткойны на этот адрес, чтобы выразить свою признательность. за то, что сделал Сатоши).
Сатоши на самом деле добыл более 22,000 50 блоков биткойнов с новым адресом, генерируемым каждый раз, потому что он или она хотел оставаться как можно более анонимным. С 1 биткойнами на каждом из этих адресов (опять же, ни один из них никогда не перемещался — алмазная рука императора), предполагается, что около XNUMX миллиона биткойнов принадлежат Сатоши.
Но все же, вернемся к делу. Очевидно, что это ранние биткойн-адреса, и поэтому они подпадают под категорию p2pk. Это означает, что общедоступные адреса, например исходный адрес, как показано выше, — 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa – у всех есть открытые ключи, которые может получить любой человек в мире.
И когда появится квантовый компьютер, он сможет взломать закрытый ключ этих адресов из этих доступных открытых ключей и подметать все биткойны. Важный вывод из этого раздела заключается в том, что для того, чтобы биткойн-адрес был скомпрометирован квантовым компьютером, сначала он должен иметь доступный открытый ключ.
Все ли адреса могут быть взломаны квантовыми компьютерами?
К счастью, не все адреса попадают в эту категорию. Вторая категория — это новый тип адреса, который называется «плата за хэш открытого ключа» (p2pkh). Для этих адресов открытый ключ не может быть получен с адреса. Вместо этого открытый ключ раскрывается миру только тогда, когда совершается транзакция, отправляющая средства из этого кошелька.
Это означает, что эти адреса недоступны для квантовых компьютеров. до пользователь отправляет средства с этого кошелька. После этого они становятся такими же, как p2pk-адреса Сатоши выше — их открытые ключи видны всему миру, и они уязвимы для квантовых компьютеров.
Вот почему пуристы поощряют повторное использование биткойн-адресов. Действительно, если кто-то максимально обезопасен, он никогда не должен повторно использовать один и тот же адрес, но многие не прислушиваются к этому совету.
Так сколько биткойн-адресов могут взломать квантовые компьютеры?
Подводя итог предыдущему разделу, два типа биткойн-адресов уязвимы для квантовых вычислений. Первый — адреса p2pk старой школы, как у Сатоши. Второй - это повторно используемые адреса п2пх.
Deloitte опубликованный анализ, оценивающий количество адресов, попадающих в эти категории. Приведенный ниже график суммирует их выводы.
Это показывает, что в первые годы доминировали p2pk-адреса старой школы. Более безопасные адреса p2pkh появились в сети в 2010 году и вскоре стали доминирующим типом адресов. Ключевой вывод заключается в том, что количество монет, содержащихся в адресах p2pk старой школы, по-видимому, осталось постоянным и составляет около 2 миллионов биткойнов (9.5% от конечного предложения в 21 миллион биткойнов, более половины из которых, как предполагается, принадлежат Сатоши). ).
Я думаю, будет справедливо заключить, глядя на застойные 2 миллиона монет в адресах p2pk (синяя линия), что это может быть связано с ранним принятием майнеров, которые никогда не продавали, и многие из них, вероятно, потеряны (опять же, половина из них принадлежит Сатоши). .
Еще большую интригу вызывают повторно используемые адреса p2pkh (фиолетовая линия), вторая категория, уязвимая для квантовых компьютеров. После увеличения в период с 2010 по 2014 год, с тех пор он уменьшился и сейчас составляет около 2.5 миллионов монет.
Это означает, что в общей сложности от 4 до 4.5 миллионов монет (красная пунктирная линия на графике) уязвимы для квантовых компьютеров (2 миллиона со старых адресов p2pk и 2.5 миллиона с повторно используемых адресов p2pkh). Это более 20% конечной поставки.
Как снизить риск кражи биткойнов?
Есть один безопасный тип адресов: p2pkh-адреса, которые никогда не использовались для отправки биткойнов в другие места. С другой стороны, адрес p2pkh, который ранее отправлял биткойны куда-то еще, а также адреса p2pk (независимо от того, отправляли ли они биткойны или нет) уязвимы.
Итак, чтобы защитить свои биткойны, их необходимо отправить на новый адрес p2pkh. Это главный аргумент против угрозы квантовых вычислений для Биткойна. Верующие говорят, что биткойны можно просто перевести на новые адреса p2pkh и, следовательно, они непроницаемы. Они правильные.
Но есть одна загвоздка. Если вы потеряли приватные ключи к своему адресу, вы не сможете получить доступ к этим биткойнам и, следовательно, их нельзя будет переместить. Это означает, что они станут бесплатной добычей для хакеров, как только квантовые компьютеры появятся в сети.
Таким образом, в то время как исследование Deloitte оценило количество биткойн-адресов, которые были бы уязвимы, если квантовые компьютеры появятся сегодня в сети (21%), возможно, более уместным вопросом является то, сколько биткойнов всегда будут уязвимы перед угрозой квантовых компьютеров. Потому что каким бы ни было это число, оно является ключевым, представляющим системный риск для сети Биткойн в целом.
Есть ли системный риск для Биткойна?
Скажем, Альберт Эйнштейн 21-го века проснется завтра и у него вдруг появится квантовый компьютер. Маленький Альберт Младший получает более 20% от общего количества биткойнов. Что происходит дальше?
Понятно, что цена упадет. Во-первых, вы получаете существенное увеличение предложения, поскольку все потерянные монеты, включая 5%, которые, как предполагается, принадлежат Сатоши, теперь снова в обращении. Но цена упадет не только из-за простой корректировки со стороны предложения.
Можно только догадываться, куда приземлится цена, но я уверен, что она приближается к нулю. Как убедить людей в том, что биткойн, который всегда позиционировался как самая твердая форма денег из когда-либо существовавших, имеет один большой подвох?
Аргумент становится таким: «Хорошо, мы все думали, что это самые трудные деньги, которые когда-либо существовали, хотя технологии были несовершенны, а компьютеры развились до такой степени, что их можно было взломать, но теперь мы обещаем, что они снова в безопасности, и технологии больше никогда их не взломают». ».
Сколько людей будет использовать Биткойн в этом сценарии? Можете ли вы представить, чтобы какие-либо компании из S&P 500 держали его на своем балансе? Есть ли еще страны, объявляющие его законным платежным средством? Пенсионные фонды инвестируют в это? Исчезнет не только 20% предложения, весь концерт будет готов. Это было бы кончено.
Вот почему необходимо сократить количество уязвимых биткойнов на 20%. К счастью, не ожидается, что завтра Альберт Эйнштейн-младший подключит свой суперкомпьютер к сети.
Почему бы всем просто не перейти на (непроницаемые) новые адреса p2pkh?
Это решение. Но, как я уже сказал, есть кошельки с биткойнами, чьи пользователи потеряли закрытые ключи, или умерли, или по другим причинам. Эти биткойны не могут быть перемещены. Например, если Сатоши мертв, его или ее монеты не будут перемещены до тех пор, пока не будет разработан квантовый компьютер достаточной мощности.
Именно это побудило эксперта по технологиям блокчейна Андреаса Антолопулоса заявить следующее:
Когда будут двигаться монеты Сатоши, мы узнаем, когда появятся квантовые вычисления.
Когда будут двигаться монеты Сатоши, мы узнаем, когда появятся квантовые вычисления.
Андреас Антолопулос
Но еще не все потеряно. К счастью, есть решение этой, надеюсь, гипотетической, но в действительности не гипотетической проблемы одного дня. Это решение состоит в том, чтобы прийти к плану внутри биткойн-сообщества, чтобы заставить людей перемещать свои биткойны на адреса, которые не уязвимы. Deloitte предполагает, что в таком плане может быть указано, что «после заранее определенного периода времени (времени, позволяющего людям перемещать свои биткойны на безопасные адреса) монеты с небезопасных адресов станут непригодными для использования (технически это означает, что майнеры будут игнорировать транзакции, поступающие с этих адресов). ».
По всей вероятности, это будет невероятно запутанный и вызывающий разногласия вопрос. Попытка достичь консенсуса внутри сообщества была бы кошмаром, и это напоминает мне о печально известном периоде гражданской войны внутри сообщества Биткойн в 2017 году, который привел к «хард-форку» и созданию Bitcoin Cash.
Действительно ли биткойн безопасен, если его переводить на «непроницаемые» адреса?
Хм. Ну, есть еще одна проблема. После выполнения транзакции по отправке средств из кошелька становится доступным открытый ключ. Это означает, что квантовый компьютер может взломать закрытый ключ.
Но есть задержка между моментом инициации транзакции и ее подтверждением майнерами. Биткойн-блоки добываются каждые десять минут, а это означает, что существует окно, в котором открытый ключ доступен, но средства еще не переведены из кошелька.
Таким образом, если злоумышленник может получить закрытый ключ из открытого ключа в течение этого периода времени, а затем совершить собственную транзакцию, посредством которой он отправит те же биткойны, которые вы пытаетесь отправить, но на другой адрес, и заплатит более высокую комиссию за майнинг получить приоритет в очереди, биткойны могут быть украдены.
Итак, если квантовый компьютер когда-нибудь дойдет до точки, в которой он сможет взломать закрытый ключ менее чем за десять минут — а здесь это становится все более мифической территорией, я должен предостеречь — тогда все ставки сняты, и теоретически каждая транзакция, совершенная на сеть может быть взломана.
Здесь я полагаюсь на Deloitte, который хорошо резюмирует этот вопрос:
Текущие научные оценки предсказывают, что квантовый компьютер займет около 8 часов, чтобы взломать ключ RSA, и некоторые конкретные расчеты предсказывают, что подпись Биткойн может быть взломана в 30 минут
Это означает, что Биткойн в принципе должен быть устойчив к квантовым атакам (пока вы не используете адреса повторно). Однако, поскольку область квантовых компьютеров все еще находится в зачаточном состоянии, неясно, насколько быстрыми станут такие квантовые компьютеры в будущем.
Если квантовый компьютер когда-либо приблизится к 10-минутной отметке, чтобы получить закрытый ключ из своего открытого ключа, тогда блокчейн Биткойн будет сломан по своей сути.
Итан Бармес и Брэм Бош, Deloitte
Заключение
Доказательства указывают на то, что Биткойн был безопасным в течение многих лет.
Доказательства также указывают на мир в будущем, где будут существовать квантовые компьютеры, а Биткойн в конечном итоге станет уязвимым. Даже в том случае, когда это произойдет, сеть Биткойн может свести на нет угрозу, выполнив софт-форк и перейдя на сеть с квантово-защищенным методом шифрования.
Проблема в этом случае (ненавижу сообщать еще больше плохих новостей) заключается в том, что это, вероятно, вызовет серьезные проблемы с масштабируемостью, с которыми сеть уже борется.
Подводя итог, все сводится к тому, в каком направлении идут технологии — как с квантовыми вычислениями, так и с биткойнами. Технологии развиваются молниеносными темпами. В качестве примера можно привести эту дискуссию, которая была бы нелепой 20 лет назад, как в отношении неизбежности квантовых компьютеров, так и в отношении существования цифровой валюты и того, что называется «блокчейн».
Необходимо провести дополнительные исследования и дальнейшее развитие Биткойна, чтобы защитить его будущее от угрозы квантовых вычислений. Сообщество прошло долгий путь, и Биткойн действительно развивается, несмотря на то, что утверждают многие скептики, так что это вполне возможно.
Мир, в котором Биткойн переходит к механизму постквантовой криптографии, не более нелеп, чем мир, в котором существуют квантовые компьютеры, способные взламывать закрытые ключи. Остается только надеяться, что первое прибудет первым.
Спасибо, что прочитали мою попытку упростить этот невероятно сложный и спекулятивный вопрос, и если у вас есть какие-либо комментарии или отзывы (даже письма ненависти!), не стесняйтесь обращаться ко мне в Твиттере по адресу @DanniiAshmore или @InvezzPortal.
Быстро и легко инвестируйте в лучшие криптовалюты с крупнейшим и самым надежным брокером в мире, Etoro.
10/10
68% розничных счетов CFD теряют деньги