უქმნის თუ არა კვანტური კომპიუტერი საფრთხეს კრიპტოინდუსტრიას?

მას შემდეგ, რაც კვანტური კომპიუტერების პირველი პროტოტიპები ბაზარზე გამოჩნდა, ჟურნალისტებმა მაშინვე დაიწყეს აპოკალიფსური სცენარებისა და ხმამაღალი განცხადებების კეთება კრიპტოინდუსტრიის გარდაუვალი სიკვდილისა და ბლოკჩეინ ტექნოლოგიების გარდაცვალების შესახებ. თავიანთ სტატიებში ისინი აგებენ ფანტაზიებს იმაზე, თუ როგორ დაამსხვრევს კვანტური კომპიუტერები ვეშაპების პირად გასაღებებს და მიიტაცებს მათ აქტივებს გამოთვლითი სიმძლავრის მეშვეობით. მათ, თითქოს, შეუძლიათ ყველა ბლოკჩეინის გატეხა მძლავრი "51%-იანი შეტევების“ მეშვეობით და უმოკლეს დროში ყველა მონეტის მოპოვება, რომელიც მაინერების მიერ ემიტირებული ჯერ არ არის. 

 

მართლაც, კვანტურ კომპიუტერებს შეუძლია გამოთვლების შესრულება მილიონჯერ უფრო სწრაფად, ვიდრე ყველაზე მძლავრ ჩვეულებრივ კომპიუტერს. მაგრამ წარმოადგენს თუ არა ის რეალურ საფრთხეს ბლოკჩეინისა და კრიპტოინდუსტრიისთვის? მოდით, ერთად გავარკვიოთ.

კვანტური გამოთვლები არის გამოთვლები, რომლებიც მონაცემებთან დაკავშირებული ოპერაციების შესასრულებლად კვანტური მექანიკის პრინციპებს იყენებს. ტრადიციულ გამოთვლებში ინფორმაცია ინახება ბიტებში, რომლებსაც შეიძლება ჰქონდეს 0-ის ან 1-ის ფორმა. კვანტური ბიტები (ე.წ. კუბიტები) შეიცავს ერთდროულად 0-ს და 1-ს. ეს შესაძლებელი გახდა კვანტური სუპერპოზიციისა და კვანტური ჩახლართულობის ფენომენების წყალობით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სუბატომური ნაწილაკები შეიძლება არსებობდეს რამდენიმე ადგილას ერთდროულად და ფაქტობრივად,  ტელეპორტირდეს.

 

ახალი ტექნოლოგიების წყალობით, კვანტურმა კომპიუტერებმა მიიღეს შესაძლებლობა, შეესრულებინათ გამოთვლები ტრადიციული კომპიუტერებზე, ან ულტრამძლავრ სერვერებზე ბევრად უფრო სწრაფად. ისინი საგრძნობლად უფრო ეფექტურია ისეთი ამოცანების გადაჭრაში, როგორიცაა კრიპტოალგორითმების გაშიფვრა, სხვადასხვა შიფრის გატეხა, კვანტური სისტემების მოდელირება და გამოთვლითი ოპტიმიზაციის პრობლემების გადაჭრა. ექსპერტები თვლიან, რომ ამ ათწლეულის მიწურულს კვანტური კომპიუტერები უაღრესად რთული გამოთვლების შესრულებას შეძლებს. მაშინ, როდესაც ჩვეულებრივ კომპიუტერებს ასეთი გამოთვლებისთვის მილიონობით წელი სჭირდება.

კრიპტოგრაფია არის ფუნდამენტური ტექნოლოგია, რომელიც უწყვეტ კომუნიკაციას უზრუნველყოფს. მონაცემთა კონფიდენციალურობისა და მთლიანობის დასაცავად, ის მათემატიკურ ალგორითმებს ეყრდნობა, მათ შორის ბლოკჩეინებშიც. კვანტურ გამოთვლით სისტემებს შეუძლია  საფრთხე შეუქმნას ამ ალგორითმებს, თუ ისინი მათ გატეხაზე იქნება მიმართული.

 

კრიპტოგრაფია იყენებს მათემატიკურ ალგორითმებს მონაცემთა დაშიფვრისა და გაშიფვრისთვის (როგორიცაა RSA, ECDSA და ECC), რისი წყალობითაც უცხო პირებისთვის მათი წაკითხვა შეუძლებელია. ეს ალგორითმები კლასიკური კომპიუტერებისთვისაა განკუთვნილი. მაგრამ კვანტური გამოთვლების გამოჩენა გატეხების მიმართ მათ უფრო მოწყვლადს ხდის.

 

ბლოკჩეინი არის დეცენტრალიზებული განაწილებული რეესტრის ტექნოლოგია, რომელიც იწერს და ამოწმებს ციფრულ ტრანზაქციებს. ბლოკჩეინების ფუნქციონირება კონცეპტუალურად სწორედ კრიპტოგრაფიას ეყრდნობა, რათა შენახული მონაცემების მთლიანობა და ავთენტურობა უზრუნველყოს. თუმცა, კვანტური გამოთვლების გამოჩენას პოტენციურად შეუძლია შეუქმნას მნიშვნელოვანი საფრთხე კრიპტოგრაფიული ბლოკჩეინ ტექნოლოგიების უსაფრთხოებას.

მაგალითად, საკმარისი გამოთვლითი სიმძლავრის მქონე კვანტურ კომპიუტერს შეუძლია განახორციელოს "51%-იანი შეტევა" ბლოკჩეინის  ქსელზე. ასეთი თავდასხმის დროს, ბოროტმოქმედი მოიპოვებს კონტროლს ქსელის გამოთვლითი სიმძლავრის 50%-ზე მეტზე. ის შეძლებს ბლოკჩეინის კონსენსუსის მექანიზმით მანიპულირებას, ციფრული აქტივების ორმაგ ხარჯვას, ტრანზაქციების გაუქმებას, ან სულაც, ბლოკჩეინის ისტორიის გადაწერას.

 

სხვადასხვა ტიპის ბიტკოინ მისამართები კვანტური გამოთვლების მიმართ განსხვავებულად მდგრადია.  სატოში ნაკამოტომ შექმნა ორი ტიპის ბიტკოინ მისამართები: P2PK (Pay-to-Public-Key) და P2PKH (Pay-to-Public-Key Hash). მიჩნეული იყო, რომ P2PK საფულეები კვანტური კომპიუტერის მიმართ მოწყვლადი იქნებოდა, რადგან მისი დახმარებით, საჯარო გასაღების მეშვეობით, შესაძლებელი იყო კერძო გასაღების გამოთვლა. ამის თავიდან აცილების ერთადერთი გზაა, არ გაასაჯაროოთ საჯარო გასაღები მანამ, სანამ მასზე მონეტები არ დაიხარჯება და არ გამოიყენოთ ერთი და იგივე მისამართები ხელმეორედ.

ნავარაუდევი იყო, რომ P2PKH საფულეები, რომლებშიც ციფრული ხელმოწერა პირადი გასაღების გათვალისწინებით  შეიქმნა, კვანტური გამოთვლის მიმართ მდგრადი იქნებოდა. თუმცა, Deloitte-ის ექსპერტები აღნიშნავენ, რომ კვანტური კომპიუტერები  ორივე ტიპის მისამართის გატეხას შეძლებს, თუ ისინი ერთზე მეტჯერ გამოიყენებოდა. ამავდროულად, P2PKH მისამართები, რომლებიც არასოდეს ყოფილა გამოყენებული ბიტკოინის დასახარჯად, დაცული დარჩება. ანუ, თუ თქვენს ბიტკოინებს ახალ P2PKH მისამართზე გადარიცხავთ, ისინი არ იქნება მოწყვლადი კვანტური შეტევის მიმართ. პრობლემა ის არის, რომ ამ პროცესს შეიძლება დაახლოებით 10 წუთი დასჭირდეს. წინასწარი შეფასებით, პირადი გასაღების დასადგენად, კვანტურ კომპიუტერს 30 წუთიდან 8 საათამდე დასჭირდება. მაგრამ, თუ კვანტური მოწყობილობები ამის შექმნას 10 წუთზე ნაკლებ დროში შეძლებენ, ბიტკოინის ბლოკჩეინს პოტენციური გატეხისგან ვერაფერი დაიცავს.

 

Deloitte-ის ანალიტიკოსების შეფასებით, კვანტურ კომპიუტერს რომ ეარსება, უკვე ემიტირებული BTC-ის მთლიანი რაოდენობის 21% (ეს არის თითქმის 4 მილიონი მონეტა) რისკის ქვეშ იქნებოდა.

 

კრიპტოინდუსტრიის ჩამოყალიბების დასაწყისშივე, ბიტკოინ  საფულეების ბევრი მფლობელი პირადი გასაღების გარეშე დარჩა (დაკარგა ან დაივიწყა). მიჩნეულია, რომ თითქმის 3 მილიონი მონეტა შეიძლება სამუდამოდ იყოს დაკარგული. მაგრამ კვანტური კომპიუტერის მეშვეობით, მათი საფულეებიდან ამოღება შესაძლებელი იქნებოდა.

მაშ, მართლა ემუქრება თუ არა კრიპტოინდუსტრიას საფრთხე კვანტური გამოთვლების განვითარების გამო?

იმის შიში, რომ კვანტური კომპიუტერები ყველა შესაძლო მონეტას მოიპოვებს, უსაფუძვლოა. თუნდაც ჰეშირების სხვადასხვა ალგორითმის თავისებურებების გამო. ამიტომ, მაინერებს შეუძლიათ ამოისუნთქონ. მაგალითად, SHA-256, რომელიც ბიტკოინის ემისიისთვის გამოიყენება. BTC-ის მონეტების მოპოვება კვანტური კომპიუტერის მეშვეობით ნაკლებად ეფექტური იქნება, ვიდრე სპეციალიზებული ASIC-ებზე. ამიტომ, კვანტური კომპიუტერების გამოყენება მაინინგის სფეროში კონკურენტული უპირატესობის მოსაპოვებლად არაგონივრულია. ამიტომ, მოვლენების ასეთი განვითარების არ უნდა გვეშინოდეს.

ბლოკჩეინში ტრანზაქციის მონაცემების შეცვლა კვანტური კომპიუტერების მეშვეობით ასევე შეუძლებელია. ეს შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ასეთი ქმედებები ქსელის მონაწილეთა უმრავლესობის მიერ არის დამტკიცებული.

იმ შემთხვევაშიც კი, თუკი ვივარაუდებთ, რომ "51%-იან შეტევის" მცდელობა კვანტური კომპიუტერის მეშვეობით განხორციელდება, მისი წარმატება ნაკლებად სავარაუდოა.

 

პირველ რიგში, ბლოკჩეინებში, კონსენსუსის  სხვადასხვა ალგორითმების წყალობით, პრობლემების გამომწვევებზე გავლენის გარკვეული ბერკეტებია დანერგილი. ეს შეიძლება იყოს ან კვანძის ამოღება (დაბლოკვა), რომელიც ქსელის მონოპოლიზებას ბლოკების ჩანაცვლების გზით ცდილობს, ან თავდამსხმელის საფულეებზე ნადირობა.

 

მეორეც, ბლოკჩეინის დანერგილი არქიტექტურა და ალგორითმი წარმატებით დასრულებული ტრანზაქციების ნებისმიერ მოდიფიცირებასა და "51%-იან შეტევას"შეუძლებელს ხდის. 

 

მესამე, არსებობს მზა პროგრამული გადაწყვეტილებები დეველოპერების სხვადასხვა გუნდისგან. ასეთი თავდასხმის შემთხვევაში, მათი განლაგება და გამოყენება შესაძლებელია როგორც PoW, ასევე PoS ბლოკჩეინების შემთხვევაში (Horizen, Komodo dPoW, PirlGuard და ა.შ.).

კრიპტოინდუსტრიის სპეციალისტები და ექსპერტები, კვანტური გამოთვლების დომინირების ეპოქისა და კვანტური კომპიუტერების მხრიდან პოტენციური თავდასხმების მოლოდინში, გულხელდაკრეფილები არ სხედან. საკუთარი ბლოკჩეინის მქონე თითქმის ყველა კრიპტოვალუტურ პროექტს ამ მიმართულებით გარკვეული პროექტები გააჩნია. 

 

ამ დროისთვის, ბლოკჩეინ შემუშავებები ტექნოლოგიურად ბევრად უსწრებს კვანტური გამოთვლის პროექტებს. ექსპერტები თვლიან, რომ ეს უფსკრული არასოდეს იქნება გადალახული. თუ ინდუსტრიული კვანტური კომპიუტერები 5-10 წელიწადში რეალობად იქცევა, კრიპტოინდუსტრია და ბლოკჩეინ დეველოპერები  თავდასხმების მოსაგერიებლად მზად იქნებიან, რადგან ისინი ყოველთვის რამდენიმე ნაბიჯით წინ არიან.

საფრთხისთვის წინააღმდეგობის გასაწევად კვანტომდგრადი კრიპტოგრაფიული ალგორითმები, პოსტკვანტური კრიპტოგრაფია და ხელმოწერის კვანტომდგრადი სქემები გამოიყენება.

კვანტომდგრადი კრიპტოგრაფიული ალგორითმების შემუშავება წარმოადგენს პოტენციურ გამოსავალს კრიპტო და ბლოკჩეინ  ტექნოლოგიებში კვანტურ გამოთვლებთან დაკავშირებული რისკების შესამცირებლად. ეს ალგორითმები იყენებს მათემატიკურ სტრუქტურებს, რომელთა გაშიფვრა კვანტური კომპიუტერისთვის  რთულია. ეს ხდის მათ მდგრადს კვანტური შეტევების მიმართ.

პოსტკვანტური კრიპტოგრაფიის კვლევები ჯერ კიდევ გრძელდება. ისინი მოიცავს შემოთავაზებებს ბადეზე დაფუძნებული კრიპტოგრაფიისა და მრავალვარიანტული კრიპტოგრაფიისთვის.

ბადეზე დაფუძნებული კრიპტოგრაფია ეფუძნება გარკვეული მათემატიკური ამოცანის ამოხსნის სირთულეს, რომელსაც უმოკლესი ვექტორის პრობლემას უწოდებენ.

მრავალგანზომილებიანი კრიპტოგრაფიის უპირატესობას წარმოადგენს გარკვეული ტიპის პოლინომიური განტოლებების ამოხსნის სირთულე, რომლებიც კვანტური კომპიუტერისთვის ასევე მიუწვდომელია.

ჰეშზე, კოდსა და ბადეზე დაფუძნებული ხელმოწერის კვანტომდგრადი სქემების გამოყენება ასევე ეხმარება ტრანზაქციების დაცვას კვანტური შეტევებისგან  ბლოკჩეინ ქსელებში. ეს სქემები ეფუძნება მათემატიკურ ამოცანებს, რომელთა გადაჭრა კვანტური კომპიუტერისთვის რთულია. ამის წყალობით ბლოკჩეინ ქსელებში ტრანზაქციები უსაფრთხო ხდება.

როგორც ხედავთ, არ უნდა გვეშინოდეს, რომ ერთ დილას გავიღვიძებთ, ყველა ბლოკჩეინი და კრიპტოვალუტა კი კვანტური კომპიუტერების მიერ უკვე გატეხილი იქნება. მთავარია, რომ ბლოკჩეინ ტექნოლოგიები ერთ ადგილას არ დგას და კვანტურ პროექტებზე ბევრად უფრო სწრაფად ვითარდება. აქედან გამომდინარე, კვანტური საფრთხე ბლოკჩეინის გაუმჯობესების მოტივირებას ახდენს და მათ კიდევ უფრო საიმედოს ხდის. იმ დროისთვის, როდესაც კვანტური კომპიუტერები კრიპტოინდუსტრიისთვის რეალურ გამოწვევად იქცევა, ის უკვე კვანტომდგრადი იქნება.

კვანტომდგრადი ალგორითმების და კვანტომდგრადი ხელმოწერის სქემების შემუშავება, ასევე პოსტკვანტური კრიპტოგრაფიის კვლევები გრძელდება და პირველ პრაქტიკულ გადაწყვეტილებებს, სავარაუდოდ, უახლოეს მომავალში ვიხილავთ.