Може ли квантните компјутери да го скршат Биткоинот?

Дозволете ми да го започнам ова парче со одрекување од одговорност. Немам доволно голем мозок за да разберам што е квантно пресметување.

Имајќи го кажано тоа, јас сум супер љубопитен за неговото потенцијално влијание врз Bitcoin и како резултат на тоа, тоа е нешто што неодамна потрошив малку време на истражување во слободното време. Знаете, „за забава“. За волја на вистината, поминав половина ден на аеродром на почетокот на овој месец, па што требаше да направам за да го убијам времето?

Дали барате брзи вести, топли совети и анализа на пазарот? Пријавете се за билтенот Invezz, денес.

Мислев дека ќе составам парче обидувајќи се да го сумирам моето истражување и да објаснам што е квантно пресметување, како и неговите импликации за Биткоин, на едноставни термини, така што другите нормални луѓе како мене - непрепознатливите научници, ако сакате - можат сфатете го. Еве што најдов.

Што е квантно пресметување?

Квантното пресметување брзо се појавува технологија кој се потпира на квантната механика за да решава проблеми кои се премногу напредни за „нормалните“ компјутери. Се занимава со интеракцијата и движењето на податомските честички и еволуираше на место што повеќето научници никогаш не можеа да го замислат дури и пред неколку години.

Во суштина, размислете за супермоќните компјутери кои се способни да решаваат исклучително тешки математички и криптографски загатки многу побрзо од класичните компјутери денес. Совет за совет.

Каква врска има ова со Биткоин?

Биткоинот се базира на нешто што се нарекува асиметрична криптографија. Ова значи дека функционира според принципот наречен „еднонасочна функција“. Постојат два витални аспекти за секој паричник Биткоин: приватен клуч и јавен клуч. Ако имате приватен клуч, можете лесно да го заклучите јавниот клуч. Сепак - и ова е клучниот дел - обратно не важи, па ако имате нечиј јавен клуч, не можете да го заклучите неговиот приватен клуч. Оттука, „еднонасочна функција“.

Ова има смисла. Очигледно, Биткоинот би бил бескорисен ако можете да го повлечете нечиј јавен клуч (кој е достапен за сите да го видат онлајн, во најголем дел) и од тоа да го заклучите нивниот приватен клуч, па оттука да добиете пристап до нивниот паричник. Не постои начин да се направи ова со денешните компјутери, бидејќи ќе треба да се просее низ астрономски број на пресметки за да се пробие што е приватниот клуч.

Зачекорете во квантните компјутери. Помислете на квантен компјутер како мозокот на Алберт Ајнштајн и нормален компјутер како мојот мрзлив мозок. Работите кои се целосно неостварливи за мене се во доменот на можностите за г-дин Ајнштајн. И во оваа аналогија, Ајнштајн може да го пробие приватниот клуч.

Многумина мислат дека е неизбежно квантните компјутери да напредуваат до тој момент. Гледајќи го нивниот напредок во последните години, би било тешко да се обложиме против тоа. На пример, во 2019 година, Google тврдеше во еден труд (кој со нетрпение го очекуваа истражувачите) дека развил особено напреден квантен компјутер. Овој компјутер беше способен да изврши пресметка за 200 секунди за што на најнапредниот класичен компјутер на денешницата, познат како Самит, ќе му бидат потребни приближно 10,000 години.

Со Биткоин, за да се испраќаат биткоини од една на друга адреса, испраќачот мора да овласти дека ја поседува (јавната) адреса каде што се чуваат средствата. За да го направат тоа, тие мора да обезбедат дигитален потпис во форма на нивниот приватен клуч за да докажат дека средствата на таа адреса се нивни. Со квантен компјутер со доволна моќност, некој што го има вашиот јавен клуч може да го пробие кодот за да го добие вашиот приватен клуч, па оттука да стекне моќ да го фалсификува потписот и да ги избриша сите ваши биткоини. Шок и хорор! Извичник!

Но, држете се - тоа не значи дека биткоин паричниците ќе бидат скршени. Не сите од нив, барем.

Дали квантните компјутери ќе пробијат биткоин?

Биткоин адресите, за целта што ја разгледуваме овде, може да се поделат во две категории. Ова ќе звучи малку сложено на почетокот, но издржете се со мене - запомнете, и јас не потекнувам од компјутерска позадина, па затоа ќе го направам едноставно и ќе го поврзам сето тоа заедно.

Првата од двете категории на Bitcoin адреса се нарекува „плаќање на јавен клуч“ (p2pk). Тоа беше тип на адреса на OG и затоа повеќето адреси од минатото спаѓаат во оваа категорија. Тоа ги вклучува вашите биткоини, господине или г-ѓа Накамото - но повеќе за импликациите на Сатоши подоцна.

Овие p2pk адреси се ранливите кога станува збор за потенцијална иднина која вклучува квантни компјутери. Јавниот клуч директно може да се добие од адресата на паричникот и, бидејќи ова е блокчејн, адресите се видливи за сите во светот.

На пример, оваа е генезата биткоин адреса на Биткоин, првата адреса направена некогаш. Сатоши Накамото - каде и да сте, голем човеку - доби 50 биткоини како награда за ископувањето на 3 јануари^rd 2009. Оттогаш 50-те биткоини никогаш не ја напуштиле адресата. И секој може да го заклучи јавниот клуч на оваа адреса.

(О, како забавна страна, како што можете да видите подолу, има 68 биткоини на оваа адреса, и покрај фактот што Сатоши заработил само 50 биткоини за нејзино ископување. Тоа е затоа што луѓето испраќале биткоини на адресата низ годините за да ја покажат својата благодарност за она што го направи Сатоши).

Сатоши всушност ископал над 22,000 биткоин блокови со нова адреса генерирана секој пат затоа што сакал да остане што е можно поанонимен. Со 50 биткоини во секоја од овие адреси (повторно, ниедна никогаш не се поместил - дијамантска рака цар), има околу 1 милион биткоини за кои се претпоставува дека му припаѓаат на Сатоши.

Но, како и да е, назад на поентата. Ова се очигледно рани адреси на биткоин и затоа спаѓаат во категоријата p2pk. Ова значи дека јавно видливите адреси, на пример адресата генеза како што е прикажано погоре - 1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa – сите имаат свои јавни клучеви што може да ги добие кој било во светот.

И кога ќе дојде квантен компјутер, тој ќе може да го пробие приватниот клуч на овие адреси од овие достапни јавни клучеви и да ги избриша сите биткоини. Клучното нешто од овој дел е дека со цел адресата на Bitcoin да биде компромитирана од квантен компјутер, прво мора да има пристапен јавен клуч.

Дали сите адреси се подложни на кршење од квантните компјутери?

За среќа, не сите адреси спаѓаат во оваа категорија. Втората категорија е понов тип на адреса наречена „плаќање во хаш на јавниот клуч“ (p2pkh). За овие адреси, јавниот клуч не може да се добие од адресата. Наместо тоа, јавниот клуч му се открива на светот само кога ќе се изврши трансакција со испраќање средства од тој паричник.

Ова значи дека овие адреси се непробојни од квантните компјутери до корисникот испраќа средства од тој паричник. После тоа, тие се исто како p2pk адресите на Сатоши погоре - нивните јавни клучеви се видливи за светот и тие се ранливи на квантните компјутери.

Ова е причината зошто пуристите ја поттикнуваат повторната употреба на адресите на Bitcoin. Навистина, ако некој е што е можно побезбеден, никогаш не треба повторно да ја користи истата адреса - но многумина не го слушаат овој совет.

Значи, колку адреси на Биткоин можат да пробијат квантните компјутери?

Да го резимираме претходниот дел, два типа на биткоин адреси се ранливи на квантното пресметување. Првата е старата школа p2pk адреси, како на Сатоши. Втората е повторно употребена p2pkh адреси.

Делоит објавена анализа која го проценува бројот на адреси кои спаѓаат во овие категории. Графиконот подолу ги сумира нивните наоди.

Тоа покажува дека старите школи p2pk адреси доминирале во раните години. Побезбедните p2pkh адреси се појавија на интернет во 2010 година и набрзо станаа доминантен тип на адреса. Клучниот заклучок е дека бројот на монети содржани во старите p2pk адреси се чини дека останал константен на околу 2 милиони биткоини (9.5% од конечната понуда од 21 милион биткоини, од кои повеќе од половина се претпоставува дека му припаѓаат на Сатоши ).

Мислам дека е фер да се заклучи од гледањето на стагнантните 2 милиони монети во p2pk адреси (сина линија) дека тие може да се припишат на раните усвоени рудари кои никогаш не продале и многу веројатно се изгубени монети (повторно, половина од нив се на Сатоши) .

Поинтрига е повторно употребените p2pkh адреси (виолетова линија), втората категорија ранлива на квантните компјутери. По зголемувањето помеѓу 2010 и 2014 година, оттогаш се намали и сега изнесува околу 2.5 милиони монети.

Ова значи дека вкупно помеѓу 4 и 4.5 милиони монети (црвена точкаст линија во графиконот) се ранливи на квантните компјутери (2 милиони од старите училишта p2pk адреси и 2.5 милиони од повторно употребените p2pkh адреси). Тоа е над 20% од финалната понуда.

Како можете да го намалите ризикот од украдени биткоини?

Постои еден тип на адреса што е безбеден: p2pkh адреси кои никогаш не биле користени за испраќање биткоини на друго место. На другата страна, ранливи се адресата p2pkh која претходно испраќала биткоини на друго место, како и p2pk адресите (без разлика дали испратиле биткоини или не).

Значи, за да ги заштитите вашите биткоини, тие треба да бидат испратени на нова p2pkh адреса. Ова е главниот аргумент против заканата од квантно пресметување за Биткоин. Верниците велат дека биткоините едноставно можат да се префрлат на нови p2pkh адреси и затоа се непробојни. Тие се точни.

Но, постои финта. Ако сте ги изгубиле приватните клучеви на вашата адреса, не можете да пристапите до овие биткоини и затоа тие не можат да се преместат. Ова значи дека тие ќе бидат бесплатни избор за хакери откако квантните компјутери ќе се појават на интернет.

Така, додека студијата Делоит го процени бројот на адреси на Биткоин кои би биле ранливи доколку квантните компјутери се појават на интернет денес (21%), можеби порелевантно прашање е колку биткоини секогаш ќе бидат ранливи на заканата од квантните компјутери. Бидејќи што и да е таа бројка, тоа е клучниот што претставува системски ризик за мрежата на Bitcoin во целина.

Дали постои системски ризик за Bitcoin?

Да речеме дека Алберт Ајнштајн од 21 век се буди утре и одеднаш има квантен компјутер. Малиот Алберт Јуниор зафаќа над 20% од вкупната понуда на Биткоин. Што ќе се случи следно?

Очигледно, цената ќе се намали. Прво, ќе добиете суштински зголемување на понудата бидејќи сите изгубени монети, вклучувајќи ги и 5% за кои се претпоставува дека припаѓаат на Сатоши, сега се враќаат во оптек. Но, цената ќе падне поради повеќе од едноставно прилагодување на страната на понудата.

Нечија претпоставка е до каде паѓа цената, но моја е дека оди на нула. Како да ги убедите луѓето дека Биткоинот – кој засекогаш се продава како најтешка форма на пари што некогаш постои – има еден огромен улов?

Аргументот тогаш станува „Во ред, сите мислевме дека ова се најтешките пари што некогаш постојат, иако технологијата беше погрешна и компјутерите беа развиени до точка каде што ги кршеа, но сега ветуваме дека е повторно безбедно и технологијата никогаш повеќе нема да ги пробие “.

Колку луѓе ќе користат Биткоин во тоа сценарио? Можете ли да предвидите некои S&P 500 компании да го држат во нивниот биланс? Дали уште земји ќе го прогласат за законско средство за плаќање? Дали некој пензиски фонд инвестира во него? Не исчезнаа само 20% од понудата, туку целата свирка ќе биде завршена. Би било готово.

Ова е причината зошто треба да се случи намалување на 20% ранливи биткоини. За среќа, не се очекува дека Алберт Ајнштајн Џуниор ќе го има својот супер компјутер на интернет до утре.

Зошто сите не се префрлаат на (непробојни) нови p2pkh адреси?

Ова е решението. Но, како што реков, има паричници кои содржат биткоини на кои нивните корисници ги изгубиле приватните клучеви, или се мртви, или разни други причини. Овие биткоини не можат да се преместат. Ако Сатоши е мртов, на пример, неговите или нејзините монети нема да се поместат додека не се развие квантен компјутер со доволна моќност.

Ова е она што го натера експертот за блокчејн технологија Андреас Антолопулос да го изјави следново:

Ќе знаеме кога постои квантно пресметување кога ќе се поместат монетите на Сатоши

Ќе знаеме кога постои квантно пресметување кога ќе се поместат монетите на Сатоши

Андреас Антолопулос

Но, сè не е изгубено. Има, за среќа, решение за ова се надеваме-хипотетички-но-во-реално-еден-ден-не-хипотетички проблем. Тоа решение е да се дојде до план во заедницата на Биткоин да ги принуди луѓето да ги преместат своите биткоини на адреси кои не се ранливи. Deloitte сугерира дека таков план би можел да наведе дека „по однапред дефиниран период (време што им дозволува на луѓето да ги преместат своите биткоини на безбедни адреси), монетите во небезбедни адреси ќе станат неупотребливи (технички, тоа значи дека рударите ќе ги игнорираат трансакциите што доаѓаат од овие адреси) “.

Ова би било неверојатно неуредно и поделено прашање, најверојатно. Обидот да се постигне консензус во заедницата би бил кошмар и ме потсетува на злогласниот период на граѓанска војна во заедницата Биткоин во 2017 година, што доведе до „тврда вилушка“ и создавање на Биткоин Кеш.

Дали Bitcoin е дефинитивно безбеден ако се пренесе на „непробојни“ адреси?

Хмм. Па, има уште еден проблем. Откако ќе се донесе трансакција за испраќање средства од паричник, јавниот клуч станува достапен. Ова значи дека квантен компјутер може да го пробие приватниот клуч.

Но, постои доцнење помеѓу времето кога трансакцијата е иницирана и кога е потврдена рудари. Блоковите на биткоинот се ископуваат на секои десет минути, што значи дека постои прозорец каде што е достапен јавниот клуч, но средствата сè уште не се префрлени од паричник.

Значи, ако напаѓачот може да го добие приватниот клуч од јавниот клуч во овој временски период и потоа да направи сопствена трансакција при што ќе ги испрати истите тие биткоини што се обидувате да ги испратите, но на друга адреса, и ќе плати повисока такса за рударство на добие приоритет во редот, биткоините може да бидат украдени.

Значи, ако квантен компјутер некогаш дојде до точка во која може да пробие приватен клуч за помалку од десет минути - и ова навлегува во сè помитска територија овде, треба да забележам - тогаш сите облози се исклучени и теоретски секоја трансакција направена на мрежата може да биде хакирана.  

Овде ќе се одложам на Deloitte кој добро го сумира ова прашање:

Тековните научни проценки предвидуваат дека квантен компјутер ќе потрае 8 часа за да се скрши клучот RSA, а некои специфични пресметки предвидуваат дека потписот на Биткоин може да биде хакиран во рамките на 30 минути

Ова значи дека Биткоинот, во принцип, треба да биде отпорен на квантни напади (се додека не ги реупотребувате адресите). Меѓутоа, бидејќи полето на квантните компјутери е сè уште во зародиш, не е јасно колку брз таков квантен компјутер ќе стане во иднина

Ако квантен компјутер некогаш се приближи до ознаката од 10 минути за да изведе приватен клуч од неговиот јавен клуч, тогаш блокчејнот на Биткоин ќе биде инхерентно скршен

Итан Бармес и Брам Бош, Делоит

Заклучок

Доказите укажуваат на тоа дека Биткоинот е безбеден многу години.

Доказите, исто така, укажуваат на свет во иднина каде што ќе постојат квантни компјутери и Биткоин на крајот ќе биде ранлив. Дури и во случај кога тоа се случи, мрежата на Биткоин би можела да ја поништи заканата со извршување на мека вилушка и мигрирање на мрежа со метод на шифрирање со квантно безбеден.

Проблемот во тој случај (омраза да се биде носител на повеќе лоши вести) е што најверојатно ќе предизвика сериозни проблеми со приспособливоста, нешто со што мрежата веќе се бори.

За да го завршиме ова, се сведува на кој начин оди технологијата - и со квантно пресметување и со Биткоин. Технологијата се развива со молскавично темпо. Таков пример е токму оваа дискусија, која би била бесмислена пред 20 години, и во врска со неизбежноста на квантните компјутери, но и во врска со постоењето на дигитална валута и нешто што се нарекува „блокчејн“.

Треба да се направат повеќе истражувања и континуиран развој на страната на Биткоин за да се обезбеди нејзината иднина против заканата од квантното пресметување. Заедницата измина долг пат и Биткоинот се развива, и покрај тоа што многумина неодобруваат тврдат, така што ова е многу можно.

Светот во кој Биткоинот преминува кон механизам за пост-квантна криптографија не е ништо погрозен од светот каде што постојат квантни компјутери кои можат да пробијат приватни клучеви. Само треба да се надеваме дека првиот пристигнува прв.

Ви благодариме што го прочитавте мојот обид за поедноставување на ова неверојатно сложено и шпекулативно прашање, и ако имате какви било коментари или повратни информации (дури и по омраза!) слободно контактирајте ме на Твитер на @DanniiAshmore или @InvezzPortal