Quantum computing | Bitcoin’s Doomsday Maker

Overheidsingrijpen, slechte bruikbaarheid, hoge netwerkkosten – welke van deze vormt de belangrijkste bedreiging voor Bitcoin? Het antwoord kan zijn geen van hen.

Hoewel het Bitcoin-netwerk ongelooflijk veilig is onder de huidige staat van computers, dreigt er een nog grotere dreiging boven ons. Kwantumcomputers hebben het potentieel om de beveiligingsmaatregelen van Bitcoin overbodig te maken, waardoor de eens zo dominante cryptocurrency effectief wordt vernietigd.

Wat is Quantum Computing?

Simpel gezegd, een kwantumcomputer is een supercomputer gehouden op temperaturen van bijna het absolute nulpunt (-459,67 ° F). Bij deze temperatuur werken de subatomaire deeltjes in de processor van de computer op een manier die onder normale omstandigheden niet mogelijk is.

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, zijn kwantumcomputers niet per se sneller dan traditionele computers. Dus ze zullen de snelheid van je Netflix-stream helaas niet verbeteren.

Maar de kwantumanomalieën die optreden bij temperaturen onder het vriespunt Doen hen in staat stellen berekeningen uit te voeren die in theorie onmogelijk zijn voor gewone computers om binnen een acceptabel tijdsbestek uit te voeren. Enkele use-cases van deze berekeningen zijn de simulatie van moleculen, eiwitvouwing en logistieke optimalisatie.

Maar hoe doet een kwantumcomputer dit precies??

Quantum computing infographic

Binnen een Quantum Computer. Krediet: IBM Research

Superpositionering en verstrengeling

Kwantumcomputers hebben twee eigenschappen die hen in staat stellen om complexe berekeningen op een efficiënt tempo uit te voeren. De eerste is superpositie.

Traditionele computers slaan informatie op als een reeks nullen en enen. Kwantumcomputers slaan hun gegevens daarentegen op met behulp van een set qubits – superposities van 0 en 1. De qubits bestaan ​​effectief in twee staten tegelijk.

Wanneer u deze qubits in een systeem met elkaar verbindt, neemt het aantal toestanden exponentieel toe. Een qubit heeft twee staten, twee hebben vier staten, vier hebben acht, enzovoort. Het aantal staten volgt direct de vergelijking:

# states = 2n waarbij ‘n’ het aantal qubits is.

De tweede eigenschap van kwantumcomputers is verstrengeling. Als twee qubits met elkaar verstrengeld zijn, zal het meten van de waarde van de ene qubit automatisch ook de waarde van de andere qubit vertellen. Door alle op elkaar geplaatste qubits van een kwantumcomputer te verstrikken, krijg je alle mogelijke toestanden.

Hoe beïnvloedt Quantum Computing Bitcoin??

Quantumcomputers zijn buitengewoon bedreven in het oplossen van cryptografische berekeningen. Om de bedreiging die dit vormt voor Bitcoin (en andere cryptocurrencies) volledig te begrijpen, moeten we eerst de openbare sleutels, privésleutels opnieuw gebruiken en hoe Bitcoin de twee met elkaar verbindt..

Een snelle Bitcoin-opfriscursus

Elke Bitcoin-portemonnee heeft een privésleutel en een openbare sleutel. Uw openbare sleutel is het portefeuilleadres waarnaar u geld ontvangt en wordt gemaakt op basis van uw privésleutel. Uw privésleutel is in feite het “wachtwoord” dat u nodig hebt om geld te verzenden.

Om geld te verzenden, met name bitcoin, ondertekent u elke transactie met behulp van een elliptisch curve-handtekeningschema. Dit schema bewijst aan anderen dat u de privésleutel bezit zonder uit te zenden wat het is. De wiskunde achter dit schema maakt het ook gemakkelijk om een ​​openbare sleutel van een privésleutel te maken, terwijl het omgekeerde bijna onmogelijk is.

Dat kan echter binnenkort veranderen met kwantumcomputers.

Kwantumberekeningen

Een veel voorkomende misvatting: Eén kwantumcomputer zou voldoende hashingkracht kunnen leveren om een ​​aanval van 51% op het Bitcoin-netwerk uit te voeren.

De realiteit: ASIC-mijnwerkers zijn, en zullen voor minstens tien jaar, veel efficiënter zijn in mijnbouw dan kwantumcomputers. Er is weinig tot geen risico van een kwantumcomputer die het Bitcoin-netwerk saboteert door een aanval van 51%. De echte bedreiging ligt in het vermogen van een kwantumcomputer om privésleutels af te leiden van de openbare sleutels van het netwerk.

De inefficiënties van de huidige computers houden de privésleutels die door elliptische kromme-handtekeningen worden gegenereerd, relatief veilig. Het zou de tijd of middelen niet waard zijn om privésleutels met brute kracht te raden.

Een traditionele computer zou moeten presteren 2 ^128 of 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 basisbewerkingen om een ​​privésleutel van Bitcoin af te leiden van een openbaar adres.

Gebruik echter Shors algoritme, een aanzienlijk grote kwantumcomputer heeft slechts 128 ^3 of 2.097.152 operaties om een ​​privésleutel te achterhalen. Dat zijn meerdere ordes van grootte minder, waardoor het mogelijk wordt om de belangrijkste relaties uit te zoeken.

Hoe geschroefd is Bitcoin?

Het goede nieuws: Bitcoin zou moeten wees goed. Kwantumcomputers die efficiënt genoeg zijn om de belangrijkste relaties van Bitcoin te berekenen, zijn nog vele jaren uit. En oplossingen zijn niet zo ingewikkeld als ze lijken.

Eenmalige adressen

De eenvoudigste, maar niet zo haalbare, oplossing is om elk Bitcoin-adres slechts één keer te gebruiken. Als u deze gewoonte volgt, is uw openbare adres alleen zichtbaar tussen het moment dat u uw transactie start en het moment waarop deze een blok ingaat. Mensen veranderen echter zelden hun adres bij elke transactie.

Handtekeningalgoritme wijzigen

De aanbevolen oplossing is om Bitcoin’s te wijzigen algoritme met openbare sleutel van elliptische curve-handtekeningen tot een algoritme dat kwantumbestendig is.

Lamport handtekeningen zijn een veel voorkomende suggestie voor de vervanging. Deze handtekeningen zijn echter veel groter dan hun tegenhangers in de elliptische curve (ongeveer 169 keer groter). Dit verschil in grootte belemmert de schaalbaarheid, zelfs bij de implementatie van het Lightning Network.

Bovendien kunnen de handtekeningsleutels van Lamport nog maar beperkt worden gebruikt voordat u een nieuw sleutelpaar moet maken. Dit aantal kan zelfs zo laag zijn als eenmalig gebruik.

Bij elke wijziging in het algoritme van de openbare sleutel, zou u ook Bitcoin moeten ‘soft fork’ en alle gebruikers hun geld naar het nieuwe adrestype moeten laten overboeken. Eventueel achtergebleven geld loopt risico op diefstal.

Nieuwe cryptocurrency

Sommige teams bouwen hun cryptocurrency uit met het oog op kwantumweerstand.

JOTA, gebruikt bijvoorbeeld eenmalige Winternitz-handtekeningen om sleutelparen te maken. Deze strategie maakt adressen vrijwel onmiddellijk onbruikbaar na het verzenden van geld, waardoor uw adres gedurende maximaal enkele seconden vatbaar is voor kwantumaanvallen.

De Nexus team adverteert hun 3D-blockchain als de ‘eerste echt kwantumbestendige blockchain’. Het werkt uw sleutels bij en verdoezelt ze na elke transactie met een schema dat het team ‘handtekeningketens’ noemt.

Een ander project, Hcash past BLISS-handtekeningen toe om quantum computing te voorkomen.

De toekomst van Quantum Computing & Weerstand

Deze projecten staan ​​echter niet alleen in hun strijd tegen kwantumcomputers. Ook al hoor je niet veel over kwantumresistentie in samenwerking met andere projecten, ze zijn er nog steeds mee bezig. Ethereum heeft bijvoorbeeld voorstellen dat zou verschillende soorten handtekeningalgoritmen voor elke gebruiker mogelijk maken.

Nu krachtige kwantumcomputers nog jaren verwijderd zijn, zouden de meeste projecten voldoende tijd moeten hebben om hun verdediging op te bouwen. U kunt dus ‘s nachts rustig uitrusten, wetende dat Bitcoin hier moet zijn om te blijven.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map