Kriptografi blockchain adalah inti dari apa yang memastikan cryptocurrency dan aset digital lain selamat dari penggodam dan serangan siber lain. Penyulitan kunci awam memberikan setiap pengguna kunci awam dan peribadi, yang sangat sukar untuk ditebak melalui serangan kekerasan, sekurang-kurangnya menggunakan sumber pengkomputeran hari ini. Walau bagaimanapun, perkembangan dalam pengkomputeran kuantum akan menjadikan serangan brute-force jauh lebih mudah di masa depan.
Di sini, kita akan melihat secara mendalam bagaimana komputer kuantum berjaya menyerang kriptografi blockchain yang ada. Memandangkan beberapa projek sudah berjalan maju, kita juga akan melihat bagaimana rantai blok dapat diamankan terhadap mesin kuantum.
Bagaimana Komputer Quantum Dapat Menghancurkan Kriptografi Blockchain?
Blockchain menggunakan enkripsi kunci awam, di mana setiap pengguna diberi kunci awam dan peribadi untuk melindungi aset digital mereka. Kekunci ini dihasilkan menggunakan kaedah kriptografi yang disebut pemfaktoran nombor perdana, yang merupakan tulang belakang semua kriptografi moden.
Prinsip matematik di sebalik pemfaktoran nombor perdana adalah bahawa nombor apa pun, tidak kira seberapa besar, dapat dihasilkan dengan mengalikan bilangan prima. Agak mudah untuk menghasilkan sebarang nombor menggunakan nombor perdana. Walau bagaimanapun, jauh lebih sukar untuk membalikkan proses dan mencari nombor perdana mana yang dikalikan untuk menghasilkan nilai tertentu apabila nombor menjadi besar. Pembalikan ini dipanggil pemfaktoran nombor perdana.
Memfaktorkan nombor perdana mudah dengan nilai yang lebih kecil, tetapi hampir mustahil dengan bilangan besar. Kredit gambar: varsitytutors.com
Penyulitan Utama dan Pemfaktoran Nombor Perdana
Kriptografi blockchain bergantung pada pemfaktoran nombor utama untuk menghubungkan kunci awam dan swasta. Faktor nombor utama kunci awam adalah apa yang membentuk kunci peribadi. Kerana komputer hari ini, walaupun menggunakan kelebihan rangkaian, tidak dapat memasukkan kunci peribadi, aset digital kami dapat tetap selamat daripada penyerang.
Contohnya, pada tahun 2009, penyelidik menggunakan rangkaian komputer untuk mencuba dan memfaktorkan panjangnya 232 digit. Ia memerlukan masa setara dengan 2,000 tahun untuk satu komputer melancarkan serangan seperti itu. Walau bagaimanapun, pakar keselamatan komputer berpendapat bahawa ini adalah risiko yang tidak boleh diterima. Oleh itu, piawai penyulitan semasa menggunakan nombor perdana yang panjangnya 309 digit.
Komputer kuantum mampu melakukan lebih banyak ribuan pengiraan sesaat daripada komputer hari ini, bahkan mengira kesan rangkaian. Mesin kuantum masih dalam tahap perkembangan awal. Walau bagaimanapun, pemikirannya bahawa dalam dekad yang akan datang, komputer kuantum akan menjadi cukup kuat untuk memecahkan kriptografi blockchain yang ada.
IBM adalah salah satu syarikat yang mengembangkan komputer kuantum yang kuat. Kredit gambar: IBM
Oleh itu, salah satu cabaran bagi komuniti pembangun blockchain adalah memastikan bahawa blockchain yang ada cukup tangguh untuk menahan serangan dari komputer kuantum esok.
Ancaman Khusus Pengkomputeran Kuantum kepada Blockchain
Kerana semua keselamatan siber semasa bergantung pada penyulitan menggunakan pemfaktoran nombor perdana, kemunculan pengkomputeran kuantum bukan sekadar ancaman terhadap penyulitan blockchain. Ia mempunyai implikasi di seluruh internet dan semua komputer yang bersambung. Walau bagaimanapun, entiti berpusat mengendalikan hampir semua laman web dan rangkaian di luar blockchain. Oleh itu, bukan masalah besar untuk melaksanakan peningkatan di seluruh rangkaian atau laman web.
Sebaliknya, rangkaian desentralisasi mengawal rantaian blok. Desentralisasi bermaksud bahawa setiap komputer di rangkaian harus bersetuju untuk meningkatkan pada masa yang sama agar peningkatan menjadi aktif. Bukan hanya itu tetapi kerana ancaman kuantum terhadap kriptografi blockchain adalah khusus untuk kunci awam dan peribadi, maka semua dompet perlu meningkatkan ke perisian baru untuk memastikan ketahanan kuantum.
Pasaran Beruang Terburuk dalam Sejarah Masa Depan?
Satoshi Nakamoto dianggap memiliki sekitar satu juta Bitcoin, belum lagi kekayaannya dari banyak garpu Bitcoin selama ini. Sekiranya rangkaian Bitcoin melakukan peningkatan untuk memastikan rintangan kuantum, dan Satoshi tidak meningkatkan dompet BTC ke protokol baru, dompetnya menjadi rentan terhadap ancaman kuantum. Oleh itu, walaupun semua pemegang BTC yang lain menaik taraf dompet mereka, serangan kuantum masih dapat melihat satu juta BTC Satoshi dicuri dan dijual ke pasaran dalam satu pertukaran.
Lebih teruk lagi, bukan hanya ikan paus yang berisiko. Bagaimanapun, sesiapa sahaja yang sedar akan kekayaan kripto akan bersemangat untuk meningkatkan secepat mungkin. Walau bagaimanapun, difikirkan bahawa di sekitar empat juta BTC hilang disebabkan pengguna kehilangan kunci peribadi mereka. Seseorang mencuri dan kemudian menjual jumlah kripto ini dalam jangka masa yang singkat boleh memberi kesan buruk kepada pasaran.
Oleh itu, mengembangkan kriptografi blockchain tahan kuantum tidak semestinya menjadi masalah. Pelaksanaan ribuan atau bahkan berjuta-juta dompet menjadi cabaran sebenarnya.
Mengamankan Kriptografi Blockchain terhadap Ancaman Quantum
Sebilangan besar orang masih menganggap ancaman kuantum masih ada beberapa tahun lagi, bahkan mungkin lebih dari satu dekad. Walau bagaimanapun, senario di atas menggambarkan mengapa sangat penting bahawa perkembangan dalam kriptografi blockchain sudah mula mempertimbangkan rintangan kuantum sebagai langkah pencegahan.
Tandatangan Satu Kali dengan Hashing Kriptografi
Lejar Tahan Kuantum (QRL) bukan salah satu projek blockchain terbesar di luar sana. Walau bagaimanapun, satu-satunya kes penggunaannya adalah untuk memastikan kriptografi blockchain tahan kuantum. Projek ini berfungsi berdasarkan prinsip bahawa jangka masa ramalan mengenai kemajuan teknologi kuantum mungkin tidak dapat dilaksanakan. Atas sebab ini, kita seharusnya sudah mulai mempersiapkan kemungkinan perkembangan kuantum akan tiba lebih cepat daripada yang kita fikirkan.
Halaman utama QRL
Blockchain QRL sepenuhnya menghilangkan faktorisasi nombor utama untuk kriptografi blockchain. Sebaliknya, ia menggunakan Skema Tanda Tangan Merkle Diperluas (XMSS), yang merupakan model yang kompleks. Namun, pada prinsipnya, ia melibatkan menghasilkan pasangan kunci menggunakan hashing kriptografi. Ini adalah konsep yang sama dengan mencantumkan blok dalam blockchain untuk melindungi kandungannya.
Pasangan kunci ini hanya untuk satu kali penggunaan dan digabungkan bersama menggunakan Merkle tree. Dengan menggunakan kriptografi blockchain berasaskan hash daripada pemfaktoran nombor perdana, tandatangan menjadi jauh lebih rumit daripada kekerasan. Pencucian ini menjadikan mereka tahan terhadap serangan kuantum.
Blockchain Nexus menggunakan mekanisme lain ketika mengendalikan transaksi, yang disebut rantai tanda tangan. Nexus mencuci kunci awam jadi walaupun kelihatan di blockchain, ia tidak dapat dibaca.
Hash awam kemudian menghasilkan kunci peribadi sekali sahaja sebagai tandatangan kebenaran untuk transaksi. Setelah itu, dompet secara automatik membuat pasangan kunci awam / swasta baru untuk transaksi berikutnya, bersama dengan alamat pengirim atau penerima untuk transaksi semasa. Dengan cara ini, kunci transaksi terpisah dari alamat, menjadikannya lebih selamat daripada serangan kuantum. Walaupun ini belum 100% kalis kuantum, Nexus merancang peningkatan masa depan ke infrastrukturnya yang harus memastikan tahap ketahanan kuantum yang lebih baik.
Kesimpulannya
Walaupun ancaman itu mungkin masih ada, kriptografi blockchain menghadapi beberapa cabaran unik dari pengkomputeran kuantum. Komuniti pemaju sangat menyedari ancaman tersebut. Oleh itu, pengenalan penyelesaian inovatif seperti yang disenaraikan di sini. Menerapkan penyelesaian seperti ini akan membuktikan bahagian yang paling mencabar dari kuantum-proof blockchain utama seperti Bitcoin dan Ethereum.
Walau bagaimanapun, komuniti pembangun blockchain adalah apa-apa jika tidak kreatif. Sangat menarik untuk melihat beberapa idea yang keluar dari cabaran kuantum. Selanjutnya, cari tahu idea mana yang akhirnya akan berkembang menjadi penyelesaian yang paling tahan lasak.
Gambar yang dipaparkan adalah Pixabay
