Kvantna računala - utjecaj na Bitcoin i ostale kriptovalute

Tema o kvantom računarstvu provlači se desetljećima. Počeci sežu u ranim osamdesetima prošlog stoljeća kada su dizajnirani prvi teoretski modeli. Najveće kompanije svijeta kao što su Google, IBM i Microsoft već dugi niz godina rade na istraživanju i izradi kvantnih računala zajedno sa nekim od najprestižnijih sveučilišta - MIT, Oxford, Harvard. Postoje i specijalizirane kompanije kao što je D-Wave.

Međutim napredak je spor i mukotrpan, potrebna su ogromna ulaganja za male pomake. Nedavno je Google uzburkao kvantne vode objavivši kako je njihovo novo kvantno računalo riješilo problem u rekordnom vremenu.

Specifičnu kalkulaciju koju bi najmoćnije klasično računalo svijeta računalo 10,000 godina, njihovo računalo riješilo je u svega 3 minute. Vijest koju je prvi objavio Financial Times pokrenula je lavinu reakcija. Isječak iz NASA-inog izvještaja možete vidjeti na slici ispod. U ovom članku istražujemo detalje i potencijalni utjecaj kvantnih računala na svijet kriptovaluta.

Što su kvantna računala?

Sigurno se pitate o čemu se tu točno radi i zašto se diže velika prašina. U nastavku ćemo objasniti što je kvantno računarstvo i utjecaj koji će imati na svijet kriptovaluta kada doživi dovoljan napredak i kvantna računala postanu snažnija od klasičnih. Kvantna računala u teoriji posjeduju nezamislivu snagu i omogućavaju napade koje trenutno ne mogu izvesti sva super-računala svijeta. Recimo odmah na početku da razloga za brigu nema.

Kvantna računala su na samim začecima i trenutno ne predstavljaju prijetnju kriptografskim algoritmima koje koristi Bitcoin i ostale kriptovalute. Ovu tezu potvrdio je i bivši Bitcoin developer.

Također je bitno napomenuti da kada pogledamo cijelu sliku, kriptovalute nisu na vrhu meta kvantnih računala. Većina današnjih sigurnosnih sustava postaju ranjivi na napade kvantnih računala.

Parovi ključeva i lozinke od nekoliko desetaka nasumičnih znakova prestaju biti sigurne pristupne metode. Stoga banke, tajne službe, velike korporacije i tako dalje postaju ranjive i jedne od prvih meta. Drugim riječima, ako nas kvantna računala uhvate na prepad, kriptovalute nisu na vrhu liste problema koji bi vas trebali mučiti.

Kvantna računala najjednostavnije je objasniti usporedbom s klasičnim računalima koja danas svi koristimo.

Klasična računala spremaju informacije u bitovima. Svaki bit može biti u stanju 0 ili 1. Odnosno može biti uključeno ili isključeno. Sve informacije zapisuju se nizom nula i jedinica. S druge strane, kvantna računala spremaju informacije u kvantnim bitovima (qubits) koji mogu istovremeno biti u oba stanja.

Takvo stanje naziva se superpozicija i omogućava eksponencijalno skaliranje, odnosno znatno efikasnije rješavanje određenih problema. Primjera radi, probijanje snažne lozinke koje bi najsnažnije računalo svijeta računa nekoliko milijuna godina, dovoljno jako kvantno računalo riješilo bi u nekoliko minuta.

Što više qubita kvantno računalo posjeduje to je ono snažnije. Napomenimo da je navedeno objašnjenje znatno pojednostavljeno kako bi ilustrirali usporedbu te nije u potpunosti ispravno.

Trenutno stanje kvantnih računala

Google i IBM vodeće su kompanije u kvantnom računarstvu. 2016. godine javnost je dobila pristup IBM kvantnim računalima s 5 i 16 qubita. Godinu nakon, računala su unaprijeđena na 20 qubita. Trenutno je u pripremi računalo s 53 qubita koje bi uskoro trebalo postati dostupno za testiranje. Googleovo računalo koje je i glavna tema ovog članka također posjeduje 53 qubita.

S obzirom na to da je kvantna tehnologija u začecima, postoje mnogi tehnički probleme koje je potrebno riješiti. Jedan od najvećih problema kvantnih računala je hlađenje koje svaki qubit zahtjeva. Potrebno ga je ohladiti na 0.015 K odnosno blizu apsolutne nule, temperature hladnije od dalekog svemira.

Zatim je veliki problem u postotku pogrešaka koje kvantna računala rade prilikom procesiranja informacija. Povećanje broja qubita nužno je za povećanje snage kvantnih računala. Problem je što se njihovim povećanjem znatno povećavaju greške prilikom komputacija što narušava učinkovitost kvantnih računala.

Sva navedena računala trenutno nisu sposobna za rješavanje pravih problema, a još manje se mogu koristiti kao alat za probijanje modernih kriptografskim sustava. Potrebno je još puno rada i istraživanja za postizanje kvantne premoći.

Ključ nezamislivog napretka

Kvantna računala u teoriji otključavaju ogroman napredak na svim poljima. Od posebne važnosti su simulacije raznih enzima koje je trenutno nemoguće simulirati na klasičnim računalima.

Kvantne simulacije omogućile bi značajan napredak u mnogim granama te dovele do velikog unaprjeđenja kvalitete života kakvog poznajemo. Očekivani su veliki pomaci u farmaceutskoj industriji, vjerojatno bi se pronašli lijekovi za trenutno neizlječive bolesti. Došlo bi do brzog razvoja umjetne inteligencije, izrade novih materijala superiornih svojstava i tako dalje.

Sve kalkulacije koje eksponencijalno rastu s povećanjem članova niza predstavljaju nepremostiv problem trenutnoj tehnologiji. Kvantna računala premošćuju navedeni problem te ga uz korištenje prikladnih algoritama jednostavno rješavaju omogućavajući revoluciju na prethodno navedenim poljima.

Utjecaj na Bitcoin i ostale kriptovalute

Dovoljno jako kvantno računalo omogućilo bi probijanje Bitcoina i svih ostalih kriptovaluta koje koriste kriptografske algoritme koji nisu otporni na napade kvantnih računala. Napadi uključuju derivaciju privatnog ključa iz javnog ključa.

Time svi kripto digitalni novčanici (walleti) postaju nesigurni i vlasnici dovoljno jakog kvantnog računala teoretski dobivaju pristup svim walletima za koje znaju javni ključ/adresu. Multi signature walleti su u teoriji sigurni ako nisu korišteni za slanje transakcija.

No ta vrsta naprednih walleta koristi se samo u specifičnim situacijama. Kvantna računala u teoriji predstavljaju veliku prijetnju svim najpopularnijim kriptografskim sustavima koji se danas koriste.

Što je potrebno za zaštitu Bitcoina?

Bitcoin krase mnoge prednosti zbog kojih je dostigao planetarnu popularnost. No te iste prednosti služe kao prepreka kad je u pitanju zaštita od kvantnih računala. Bitcoin je decentralizirana kriptovaluta koja je poznata po velikoj otpornosti na promjene. Takva otpornost je dvosjekli mač u ovom slučaju, s jedne strane mu daje veliku sigurnost jer ne postoji centralna institucija koja može ugasiti ili zaustaviti Bitcoin mrežu.

S druge strane takve karakteristike bitno otežavaju promjene koje su nužne da bi Bitcoin postao otporan na napade koje omogućavaju kvantna računala. Centralizirani sustavi u ovakvom slučaju imaju prednost jer su agilni i promjene je relativno jednostavno implementirati.

Međutim bitno je naglasiti da se ovdje radi o ozbiljnoj prijetnji i svim sudionicima Bitcoin mreže je u interesu sprovesti potrebne promjene. Drugim riječima, mišljenja smo da unatoč svim preprekama, potrebne preinake će se uspješno implementirati pod uvjetom da se sve pripremi na vrijeme.

Postoje dvije glavne opcije. Prva i idealna opcija bila bi da se Bitcoin putem hard-forka prebaci na kriptografski sustav koji je otporan na kvantne napade prije nego takvi napadi postanu mogući.

Međutim bit će teško progurati takvu promjenu zbog velike doze skepticizma koju korisnici Bitcoina imaju prema kvantnoj tehnologiji i ranije spomenutoj otpornosti na promjene koja krasi Bitcoin. Drugi i vjerojatniji tijek jest čekanje prvog kvantnog napada za koji nitko ne zna kad će se dogoditi. Nakon napada biti će potrebno napraviti presliku Bitcoin blockchaina prije napada i implementirati novi kriptografski sustav putem hard-forka.

Ovaj način ima nekoliko nedostataka i problema. Bit će teško odrediti točno vrijeme napada ovisno o vrsti i načinu izvedbe. Vrlo je vjerojatno da će neki korisnici ostati bez svojih bitcoina. Šteta prouzročena napadom odredit će daljnji tijek događaja. Postoji mala vjerojatnost da šteta bude nepopravljiva i da neka od alternativnih kriptovaluta preuzme primat.

O njima više u nastavku. Postoji više varijacija na temu zbog nepredvidljive prirode događaja, ovo su samo neki od mogućih ishoda.

Alternativne kriptovalute

Postoji nekoliko alternativnih kriptovaluta koje su bazirane na kriptografiji otpornoj na napade kvantnih računala. Njihova krajnja svrha i nada jest potencijalni krah Bitcoin uslijed kvantnih napada. Šanse za to su male, stoga je na ove kriptovalute prikladnije gledati kao na još jedne u nizu alternativa sa specifičnom primjenom.

Također je dobro znati da pričuve postoje i da svijet kriptovaluta neće prestati postojati kad kvantna računala dosegnu svoju punu snagu. Ako se dogodi neočekivano, kriptovalute koje spominjemo u nastavku spremne su preuzeti štafetu i nastaviti gdje je Bitcoin stao.

Iota (IOTA)

Iota je najpopularnija alternativna kriptovaluta na ovom popisu. Temelji se na DAG tehnologiji koja konkurira blockchainu i koristi kriptografiju otpornu na napade kvantnih računala. Ukoliko se razvoj nastavi i tehnologija usavrši, Iota je jedna od vjerojatnijih Bitcoin alternativa u post kvantnom svijetu.

Quantum Resistant Ledger (QRL)

Quantum Resistant Ledger više predstavlja konkurenciju Ethereumu u post kvantnom svijetu s obzirom da je zamišljen kao blockchain platforma. Koristi jednu od najnaprednijih kriptografija za koju se smatra da je u potpunosti otporna na napade kvantnih računala. QRL algoritmi provjereni su od više nezavisnih agencija specijaliziranih za sigurnost. Mainnet je pokrenut sredinom 2018. godine. Dodatne informacije možete saznati na njihovim službenim stranicama.

Mochimo (MCM)

Mochimo je relativno nepoznata kriptovaluta za koju je malo ljudi čulo. Prvi blok ugledao je svijetlo dana sredinom prošle godine. Zanimljiva je po tome što su svi njeni dijelovi napravljeni iz nule. Zamišljena je kao direktna konkurencija Bitcoinu u post kvantnom svijetu. Temelji se na kriptografiji koja je otporna na kvantne napade.

S obzirom da je novijeg datuma i ostale karakteristike su na modernijoj razini kada ih usporedimo s Bitcoin tehnologijom, mreža može podnijeti znatno veću količinu transakcija, mining algoritam otporan je na ASIC minere, itd. Više informacija možete pročitati ovdje.

Zaključak

Time završavamo ovaj članak. Radujemo se napretku tehnologije i dolasku kvantnih računala koja bi u teoriji trebala promijeniti svijet kakav poznajemo. Loša je vijest da nas od prvih većih pomaka dijeli minimalno nekoliko godina, a vjerojatno i desetljeće ili dva. To je ujedno i dobra vijest za Bitcoin, bit će više nego dovoljno vremena za pripremu i prelazak na najmoderniju kriptografiju koja je otporna na nevjerojatnu snagu koju potencijalno nude kvantna računala. Dojmove i sugestije možete nam pisati na Facebooku.

Do čitanja,
Bitcoin Store tim