محاسبات کوانتومی در مقابل blockchain - یک راهنمای کامل

به دلیل روش جدید و سریعتر برای انجام محاسبات ، رایانه های کوانتومی می توانند برای تحولات علمی بسیار مفید باشند. با این حال ، پس از در دسترس بودن ، آنها پتانسیل شکستن رمزنگاری فعلی را دارند و محافظت از داده های شخصی را تضعیف می کنند. به دست آوردن برتری کوانتومی یکی از پیشرفت های تاریخی است که روند تاریخ را تغییر می دهد. اما این چگونه بر روی blockchain تأثیر خواهد گذاشت؟آیا رمزنگاری در جنگ محاسبات کوانتومی در مقابل blockchain از بین می رود؟

با توجه به صاحبان استفاده از کلیدهای عمومی بدون استفاده یا استفاده مجدد از آدرس های BTC ، چهار میلیون بیت کوین (BTC) یا 25 ٪ از کل BTC در برابر حمله رایانه ای کوانتومی آسیب پذیر هستند. بیایید نگاهی عمیق به جنگ محاسبات کوانتومی در مقابل blockchain داشته باشیم.

فهرست مطالب

محاسبات کوانتومی چیست؟

ممکن است شما بدانید "فناوری blockchain چیست؟" ، اما شاید شما نمی توانید برای محاسبات کوانتومی همین حرف را بزنید. بنابراین قبل از ادامه بحث در مورد اینکه چه کسی در بحث و گفتگو در مورد محاسبات کوانتومی در blockchain و کوانتومی پیروز می شود ، ابتدا می دانیم که محاسبات کوانتومی چیست.

محاسبات کوانتومی روشی برای حل مشکلات است که با استفاده از قوانین مکانیک کوانتومی برای رایانه های سنتی بسیار بزرگ یا پیچیده است. این شاخه از علوم کامپیوتر از اصول تئوری کوانتومی استفاده می کند. نظریه کوانتومی توضیح می دهد که چگونه انرژی و ماده در سطح اتمی و زیر اتمی رفتار می کنند. Qubits یا بیت های کوانتومی واحد اساسی اطلاعات در محاسبات کوانتومی هستند. در محاسبات سنتی ، این شبیه به یک بیت باینری است.

در حالی که رایانه های سنتی برای ذخیره اطلاعات از بیت هایی با 0 یا 1 استفاده می کنند ، رایانه های کوانتومی از Qubits استفاده می کنند. Qubits اطلاعات را در حالت کوانتومی چند بعدی حمل می کند.

محاسبات کوانتومی در مقابل blockchain: رایانه های کوانتومی و رمزنگاری

رایانه های کوانتومی و رمزنگاری پیوند تلخ دارند. رمزنگاری کلید عمومی ، همچنین به عنوان رمزگذاری نامتقارن شناخته می شود ، روشی برای رمزگذاری داده ها با استفاده از پروتکل های رمزنگاری مبتنی بر الگوریتم است. این امر نیاز به استفاده از دو کلید مجزا ، یک خصوصی و دیگری عمومی دارد. امنیت رمزنگاری نامتقارن مبتنی بر یک اصل ریاضی است که به عنوان یک عملکرد "یک طرفه" شناخته می شود. طبق این اصل ، کلید عمومی می تواند به راحتی از کلید خصوصی حاصل شود اما از راه دیگر نیست.

پیتر شور ، ریاضیدان ، یک الگوریتم کوانتومی را در سال 1994 منتشر کرد که می تواند فرض امنیتی رایج ترین الگوریتم های رمزنگاری نامتقارن را بشکند. این نکته قابل توجه در جنگ کوانتومی در مقابل blockchain بود. اگر مخالفان دارای یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند باشند که قادر به انجام رمزگشایی بدون آگاهی قبلی از کلید خصوصی باشند ، سیستم های رمزنگاری کلید عمومی به خطر می افتد.

آیا محاسبات کوانتومی تهدیدی برای رمزنگاری است؟

بسیاری از رمزنگاری کلاسیک امروزی با محاسبات کوانتومی می توانند شکسته شوند و امنیت آن را در معرض خطر قرار دهند. این تهدید به پروتکل های اساسی امنیت اینترنت گسترش می یابد. تقریباً تمام سیستم های فعلی که نیاز به امنیت ، حفظ حریم خصوصی یا اعتماد دارند ، تحت تأثیر قرار می گیرند. به عنوان مثال ، به طور گسترده فرض می شود که رایانه های کوانتومی بسیار پیشرفته می توانند رمزگذاری فعلی را ترک کنند و امنیت را به یک نگرانی عمده برای کاربران blockchain تبدیل می کند. اما آیا صاحبان رمزنگاری در واقع زمان کمی برای حفظ منافع خود در این جنگ بالقوه blockchain در مقابل محاسبات کوانتومی ندارند؟

تهدید امنیتی در حال ظهور ناشی از تفاوت در رویکردهای محاسباتی بین آنچه ما امروزه از آن استفاده می کنیم و وعده مکانیک کوانتومی ، شاخه ای از فیزیک است که نحوه عملکرد دنیای فیزیکی در سطح اساسی را بررسی می کند. رایانه های کوانتومی می توانند در هر دو حالت 0 و 1 به طور همزمان وجود داشته باشند. آنها می توانند محاسبات را بر اساس احتمال وضعیت یک شی قبل از اندازه گیری انجام دهند ، به این معنی که آنها می توانند داده های بیشتری را نسبت به رایانه های سنتی پردازش کنند. بیایید مثال بزنیمپردازنده 54 qubit Sycamore که توسط Google ساخته شده است ، یک محاسبات را در 200 ثانیه انجام داد. برای تکمیل همان محاسبات ، قدرتمندترین ابر رایانه در جهان طول می کشد.

این توانایی برای تسریع چشمگیر انواع خاصی از محاسبات ، برای بسیاری از رمزنگاری های مدرن چالش می کند. خوشبختانه ، این تهدید فقط در این مرحله نظری است. رایانه های کوانتومی امروز قادر به شکستن هر روش رمزگذاری متداول نیستند. پیشرفت های فنی قابل توجهی قبل از اینکه بتوانند کدهای قوی را در استفاده گسترده در اینترنت بشکنند ، لازم است.

حل مسئله محاسبات کوانتومی با cryptocurrency

از فن آوری های رمزنگاری پس از کوارتم می توان برای حل مشکل محاسبات کوانتومی استفاده کرد. رمزنگاری پس از کوانه ، همچنین به عنوان رمزنگاری کوانتومی-ایمن شناخته می شود ، رمزنگاری است که امنیت آن تحت تأثیر رایانه های کوانتومی قرار نمی گیرد. این کار با استفاده از بلوک های ساختاری ریاضی بسیار متفاوت انجام می شود که شامل عملیاتی است که رایانه های کوانتومی نمی توانند با کارآمدتر از سایر رایانه ها حل شوند. در حال حاضر ، تحقیقات رمزنگاری پس از کوانتوم بر شش رویکرد اصلی متمرکز است:

1. رمزنگاری مبتنی بر شبکه
2. رمزنگاری چند متغیره
3. رمزنگاری مبتنی بر هش
4. رمزنگاری مبتنی بر کد
5. رمزنگاری بیضوی بیضوی سرپرست
6. مقاومت کوانتومی کلید متقارن

بیایید نگاهی به برخی از پروژه های مهم blockchain که روی رمزنگاری ایمن کوانتومی کار می کنند ، نگاهی بیندازیم:

• انستیتوی ملی استاندارد و فناوری (NIST) در ایالات متحده با هدف انتشار پیش نویس با اولین الگوریتم در سال 2024 ، در حال تهیه یک استاندارد رمزنگاری پس از کوارتم است.

• کریستال های کربر ، کریستال-دیلیتیوم و Falcon ، سه الگوریتم رمزنگاری ایمن کوانتومی مبتنی بر رمزنگاری شبکه ، توسط محققان IBM تهیه شده است.

• Cambridge Quantum Computing و Honeywell برای توسعه فناوری امنیتی کوانتومی که می تواند در هر شبکه blockchain مستقر شود ، همکاری کرده اند. هدف آن تضمین اتصالات بین دستگاه هایی است که داده های blockchain و امضاهای مورد نیاز برای رمزگذاری و امضای داده ها را ذخیره می کنند.

• با وجود نام آنها ، Ledger مقاوم در برابر کوانتومی و بیت کوین پست کوانتومی با پول اصلی بیت کوین ارتباط ندارد. این تلاش ها از الگوریتم های پس از کانتوم برای دفاع در برابر شکستن کوانتومی آینده استفاده می کنند.

• پروژه Open Quantum Safe (OQS) که از اواخر سال 2016 آغاز شد ، هدف از آن توسعه و نمونه اولیه رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی است. این هدف این است که طرح های فعلی پس از کنونی را در یک کتابخانه واحد ، LIBOQS ترکیب کند. LIBOQS یک کتابخانه C رایگان و باز است که الگوریتم های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی را پیاده سازی می کند.

دفترچه مقاوم در برابر کوانتومی چیست؟

دفترچه مقاوم در برابر کوانتومی (QRL) یک شبکه blockchain مقاوم در برابر کوانتومی کاملاً کاربردی است. طرح امضای درخت مرکل گسترده از آن محافظت می کند (XMSS). XMSS یک طرح امضای دیجیتالی امن مبتنی بر هش است که از این سکو در برابر حملات کوانتومی محافظت می کند. ویژگی های اصلی QRL عبارتند از:

• QRL ادغام شدیدی را به همراه پیشگام در راه حل های ذخیره سازی دارایی دیجیتال سخت افزار در اختیار کاربران خود قرار می دهد. همچنین دارای یک زیرساخت توسعه باز و همچنین الگوریتم های رمزنگاری شده حسابرسی و منبع باز است.

• دارایی های دیجیتال QRL از تهدیدهای رمزنگاری فعلی و در حال ظهور در امان هستند. مجموعه راه حل آن گزینه های متنوعی را برای حضانت ایمن دارایی های دیجیتال QRL و همچنین تعامل با blockchain های امن عمومی و خصوصی پس از کوارتوم ساخته شده بر روی پروتکل اصلی آن ارائه می دهد.

• ترکیبی از ذخیره سازی کلید در زنجیره ای و لایه پیام رسانی گذرا برای ارتباطات بین المللی با هدف تهیه یک لایه پیام ایمن پس از کوارتم برای ارتباطات دیجیتال ایمن است.

• مستندات گسترده ، ابزار و یک API غنی ، ابزارهایی را قادر می سازد تا امروز هر چیزی را بر روی یک سکوی با درجه صنعتی بسازند که فردا زنده بماند. QRL به دلیل ویژگی هایی مانند پشتیبانی مقاومت به کوانتومی (QRT) ، پشتیبانی از پیام زنجیره ای و غیره ، یک پلت فرم سازگار با توسعه دهنده است.

• تأیید NSIT به QRL کمک می کند تا تأثیر رمزنگاری پس از کوارتوم را بر عملکرد و رفتار شبکه آنها درک کند. این پلتفرم طیف کاملی از محصولات را طراحی می کند که کاربر نهایی را در ذهن داشته باشد. اولی ، از ادغام کیف پول سخت افزار گرفته تا برنامه های تلفن همراه ، طیف گسترده ای از نیازهای کاربر را برآورده می کند.

blockchain vs. محاسبات کوانتومی - آینده چیست؟

محاسبات کوانتومی هنوز مسیری بسیار طولانی را طی کرده است تا بتواند یک تهدید واقعی برای فناوری blockchain در نظر گرفته شود. میدان محاسبات کوانتومی به یک نقطه اوج رسیده است. سرمایه داران سرمایه گذاری در حال ریختن پول در این فناوری هستند و ابتکارات عمومی هنگام بررسی نقش احتمالی آن در جامعه ما ، بخار را انتخاب می کنند.

محاسبات کوانتومی این پتانسیل را دارد که به حل بسیاری از فشارهای علمی و تکنولوژیکی زمان ما کمک کند ، و پیشرفت فناوری را به روشهایی که هنوز نمی توانیم تصور کنیم ، پیش می رود. با پیشرفت ، محاسبات کوانتومی ، فن آوری های موجود را به داخل قلمرو غیرمجاز سوق می دهد ، شاید هیچ کس بیشتر از blockchain باشد.

علاوه بر این ، تا زمانی که رایانه های کوانتومی به طور گسترده ای در دسترس قرار می گیرند ، فناوری blockchain به احتمال زیاد برای رسیدگی به مسئله امنیت کوانتومی تکامل یافته است. در حال حاضر ارزهای رمزنگاری شده مانند IOTA وجود دارد که از فناوری نمودار Acyclic (DAG) مقاوم در برابر کوانتومی استفاده می کنند. شبکه های blockchain ، مانند پلت فرم QAN ، از این فناوری استفاده می کنند تا به توسعه دهندگان اجازه دهند تا قراردادهای هوشمند مقاوم در برابر کوانتومی ، برنامه های غیر متمرکز و دارایی های دیجیتال ایجاد کنند.

محاسبات کوانتومی در مقابلblockchain - چه کسی برنده می شود؟

اگر رمزنگاری برای ایجاد روشهای رمزگذاری به طور فزاینده ای مقاوم در برابر کوانتومی پیشرفت کند ، یا اگر رمزگذاری کوانتومی در blockchains ادغام شود ، ازدواج این فناوری های امیدوار کننده می تواند در ایجاد اینترنت ایمن تر و دموکراتیک کمک کند. توزیع کلید کوانتومی (QKD) از قوانین مکانیک کوانتومی استفاده می کند تا به دو طرف اجازه دهد داده های امن را برای تشخیص اینکه آیا شخص ثالث در تلاش است تا در مبادله خود استراق سمع کند ، مبادله کنند. استفاده از کلیدهای کوانتومی در رابطه با یک شبکه blockchain می تواند در برابر حملات رایانه های کلاسیک و کوانتومی محافظت کند.

تحقیقات آینده در مورد رمزنگاری پس از کپی در نهایت باعث تغییر لازم برای توسعه برنامه های قوی blockchain خواهد شد.< Pan> محاسبات کوانتومی در مقابلblockchain - چه کسی برنده می شود؟