Квантовые компьютеры: помогут добывать биткоин быстрее или уничтожат блокчейн?
Квантовые вычисления используют принципы квантовой механики для обработки информации. Особые свойства суперпозиции и запутанности делают квантовые компьютеры более мощными, чем обычные. В статье разбираем, как квантовые компьютеры могут повлиять на майнинг биткоинов.
Насколько эффективны квантовые компьютеры в майнинге биткоина?
Майнинг биткоина включает сложные арифметические задачи, которые необходимо решить для подтверждения транзакций и добавления их в блокчейн. И это требует большой вычислительной мощности, поэтому необходимо специальное оборудование и программное обеспечение. Квантовые компьютеры могут справиться с этими задачами значительно быстрее, чем традиционные компьютеры, что может сделать добычу BTC более эффективной.
Тем не менее, в настоящее время неясно, как технология повлияет на майнинг биткоина. Пока не существует квантовых компьютеров, которые могли бы добывать криптовалюту эффективнее, чем обычные компьютеры. Но по мере дальнейшего развития сферы можно предположить, что квантовый майнинг может стать реальностью.
Риск: может ли квантовый компьютер взломать сеть биткоин
Хотя квантовые компьютеры способны повысить производительность майнинга, они также могут увеличить риск квантового взлома сети биткоин. Это связано с тем, что многие методы шифрования на основе криптографии с открытым ключом (их используют для защиты Bitcoin) подвержены атакам квантовых компьютеров.
Криптография с открытым ключом — это математический алгоритм, позволяющий двум сторонам безопасно общаться без предварительного обмена секретным ключом. Подход основан на сложности некоторых математических задач (например, вычисление дискретных логарифмов или факторизация огромных целых чисел), которые не могут хорошо решить традиционные компьютеры.
Исследователи изучают возможность использования квантовой криптографии и квантово-устойчивых алгоритмов для решения этой проблемы. Методы могут защитить сеть Bitcoin в будущем, поскольку они более устойчивы к атакам квантовых компьютеров.
С другой стороны, несмотря на высокую вычислительную мощность для преодоления шифрования, которое защищает частные ключи и транзакции в сети биткоин, все же состояние квантовых технологий еще недостаточно развито, чтобы представлять значительную угрозу для безопасности криптовалют.
Например, квантовый алгоритм Шора может выполнять факторизацию больших целых чисел экспоненциально быстрее, чем классические алгоритмы. И факторизация лежит в основе многих схем шифрования с открытым ключом, в том числе Bitcoin. Такую криптографию теоретически можно взломать квантовым компьютером. Но пока что технологии все еще находятся в зачаточном состоянии и не обладают достаточной мощностью для выполнения алгоритма Шора в масштабах, необходимых для расшифровки Bitcoin. Хотя небольшие квантовые компьютеры уже показали, что они могут считать небольшие числа, до создания крупномасштабного квантового компьютера, способного взломать шифрование криптовалюты, еще далеко.
К тому же сеть биткоин постоянно развивается, чтобы противостоять возможным рискам безопасности. Исследователи изучают возможность использования постквантовой криптографии. Яркий пример — метод подписи Лампорта. Он генерирует несколько пар открытых и закрытых ключей для проверки цифровых подписей с помощью одноразовой хэш-функции. Сообщение защищено от попыток квантового взлома, поскольку каждая пара используется для подписи отдельной части сообщения. Благодаря одноразовому характеру хэш-функции, даже если злоумышленник завладеет одним из закрытых ключей, он не сможет использовать его для подделки других подписей или поиска других закрытых ключей.
Способны ли квантовые вычисления уничтожить криптовалюту
Применение квантовых компьютеров поможет в моделировании поведения молекул, в разработке новых материалов и более эффективных лекарств, улучшит катализаторы, положительно повлияет на многие отрасли производства.
Квантовые компьютеры создали, чтобы решать самые сложные проблемы в мире. Но, попав к недобросовестным людям, они могут посеять хаос в публичных блокчейнах и криптовалютных сетях. В ближайшие 10–15 лет квантовые компьютеры могут стать достаточно мощными, чтобы их использовали в подобных атаках.
Одно из решений проблемы — увеличение размеров ключей. Но еще предстоит выяснить, возможно ли продолжать удваивать количество ключей против квантовых компьютеров, которые со временем будут становиться все мощнее. Новые концепции — криптография на основе решетки. Подход разработан таким образом, что и классические, и квантовые компьютеры будут испытывать трудности при решении. Это обеспечивает безопасность в обеих вычислительных системах. Независимо от того, будут ли криптовалюты использовать структурированные решетки или алгоритмы на основе хэшей, ключевым моментом будет оставаться опережение возможностей квантовых компьютеров.
Таким образом, хотя квантовые вычисления не бросают вызов криптовалютам и блокчейну, потребуются согласованные усилия для внесения целого ряда изменений. Они должны быть направлены на сохранение децентрализованной структуры управления и защиту от будущей угрозы со стороны квантовых суперкомпьютеров.
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
