Rychlý pokrok v kvantovém počítání, zejména s vydáním Googleova kvantového čipu Willow, vedl k obavám o budoucnost šifrování, včetně bezpečnosti Bitcoinu. Může Google skutečně prolomit Bitcoinovu šifrování? Než se posuneme vpřed k odpovědi na tuto otázku, je důležité, abychom se dozvěděli něco málo o Googleově kvantovém čipu Willow a mechanismu Bitcoinovy šifrování.
Co je Googleův kvantový čip Willow?
Googleův čip Willow je kvantový procesor s 105 qubity. Qubity jsou základními jednotkami kvantového počítání a liší se od klasických bitů používaných v tradičních počítačích. Zatímco klasické počítače mohou zpracovávat informace pouze v binárním formátu (0 nebo 1), qubity mohou existovat ve více stavech najednou, což jim umožňuje provádět mnoho výpočtů současně.
Video ředitele kvantového hardwaru Juliána Kellyho představujícího Willow a jeho úspěchy.
Čip Willow je vylepšením předchozího kvantového procesoru Google, Sycamore, který měl 54 qubitů. 105 qubitů Willowu mu umožňuje provádět složitější výpočty, otevírající možnosti v oblastech, jako je medicína, optimalizační problémy a kryptografie. S těmito pokroky, je Willow dostatečně mocný na to, aby prolomil Bitcoinovu šifrování? Než na to odpovíme, podívejme se, jak Bitcoinova šifrování funguje?
Jak funguje Bitcoinova šifrování
Bezpečnost Bitcoinu je založena na kryptografických algoritmech, které činí extrémně obtížným pro někoho měnit transakce nebo krást prostředky. Dvě hlavní kryptografické metody, které Bitcoin používá, jsou algoritmus digitálního podpisu na eliptické křivce (ECDSA) a hashovací funkce SHA-256.
Bitcoin se spoléhá na systém veřejných a soukromých klíčů. Veřejný klíč je sdílen otevřeně a slouží jako adresa, na kterou mohou ostatní posílat Bitcoin. Soukromý klíč je však uchováván v tajnosti a používá se k podpisu transakcí, což dokazuje vlastnictví Bitcoinu spojeného s veřejným klíčem.
Bezpečnost systému Bitcoinu závisí na obtížnosti řešení problému diskrétního logaritmu na eliptické křivce (ECDLP), což je pro klasické počítače výpočetně neproveditelné. To je to, co činí obtížným pro někoho falšovat podpisy nebo získat Bitcoin bez správného soukromého klíče.
Jak by kvantové počítače mohly prolomit Bitcoinovu šifrování
Kvantové počítače mají potenciál prolomit mnoho kryptografických systémů používaných dnes, včetně těch, které zabezpečují Bitcoin. To je proto, že kvantové počítače mohou vyřešit určité matematické problémy mnohem rychleji než klasické počítače. Konkrétně kvantové algoritmy jako Shorův algoritmus a Groverův algoritmus by mohly představovat hrozbu pro bezpečnost Bitcoinu.
Shorův algoritmus je kvantový algoritmus, který může efektivně řešit problém celočíselné faktorizace a diskrétní logaritmy, které tvoří základ bezpečnosti Bitcoinovy kryptografie na eliptické křivce. Pokud by kvantový počítač mohl spustit Shorův algoritmus v dostatečném měřítku, mohl by potenciálně odvodit soukromý klíč z veřejného klíče, čímž by ohrozil bezpečnost Bitcoinu.
Groverův algoritmus je další kvantový algoritmus, který by mohl snížit sílu Bitcoinovy kryptografické hashovací funkce, SHA-256. Tento algoritmus by úplně neprolomil bezpečnost Bitcoinu, ale mohl by snížit efektivní sílu hashovací funkce z 256 bitů na 128 bitů. I když je 128-bitová bezpečnost stále silná podle dnešních standardů, stále by představovala významné oslabení obrany Bitcoinu.
Uživatel X sdílel prohlášení Satoshiho o kvantovém počítání. ZDROJ: X Má Googleův Willow moc prolomit Bitcoin?
V současnosti nemá Googleův čip Willow výpočetní výkon potřebný k prolomení Bitcoinovy šifrování. Pro prolomení Bitcoinovy kryptografie by byl zapotřebí kvantový počítač se tisíci logickými qubity — daleko více, než může Willow poskytnout.
Aby bylo možné efektivně spustit Shorův algoritmus, odborníci odhadují, že by kvantový počítač potřeboval kolem 1 500 až 3 000 chybových tolerantních logických qubitů. Logické qubity se liší od fyzických qubitů, protože jsou opraveny pro chyby, což je nezbytné pro spolehlivé počítání. Willow, se svými 105 qubity, je daleko od splnění těchto požadavků.
Navíc současné kvantové systémy, včetně Willow, jsou stále ve fázi Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ). To znamená, že zatím nejsou dostatečně stabilní k provádění spolehlivých výpočtů ve velkém měřítku. Chybovost v těchto systémech je činí nevhodnými pro prolomení Bitcoinovy šifrování.
Můžete se také zajímat: Může kvantové počítání OPRAVDU hacknout Bitcoinovou síť?
Současné obranné mechanismy Bitcoinu
Bitcoinova šifrování je v současnosti postavena tak, aby byla bezpečná proti klasickým a kvantovým útokům. Kombinace ECDSA pro digitální podpisy a SHA-256 pro hashování zajišťuje, že Bitcoin je odolný vůči útokům ze stávajících kvantových systémů.
Kryptografický design Bitcoinu je robustní a jeho decentralizovaná povaha přidává další úroveň ochrany. I když by byl vyvinut kvantový počítač schopný prolomit Bitcoinovu šifrování, otevřený design Bitcoinu by mu umožnil relativně rychle se přizpůsobit novým kryptografickým standardům.
Příprava na kvantovou budoucnost
I když Googleův čip Willow nyní není hrozbou pro bezpečnost Bitcoinu, komunita kryptoměn si je vědoma potenciálních rizik, která kvantové počítání v budoucnu představuje. Výzkumníci již vyvíjejí algoritmy post-kvantové kryptografie (PQC), které by odolávaly kvantovým útokům. Tyto algoritmy zahrnují kryptografii založenou na mřížkách a podpisy na základě hashů, které jsou považovány za odolnější vůči kvantovým algoritmům, jako je Shorův.
Zdroj: google
Navíc organizace jako Národní institut pro standardy a technologie (NIST) pracují na standardizaci kvantově odolných kryptografických algoritmů. Tyto algoritmy by mohly být nakonec integrovány do Bitcoinu a dalších blockchainových systémů, aby je ochránily před budoucí hrozbou kvantového počítání.
Co je v sázce?
Průlomy v kvantovém počítání by mohly mít významné důsledky pro Bitcoin a další kryptoměny. Pokud by se kvantové počítače staly dostatečně mocnými, mohly by potenciálně prolomit šifrování, které zabezpečuje digitální peněženky, což by umožnilo útočníkům ukrást prostředky. To by mohlo způsobit tržní nestabilitu a oslabit důvěru v kryptoměny.
Většina odborníků se však shoduje, že kryptograficky relevantní kvantové počítače jsou stále 10 až 20 let daleko. To dává komunitě kryptoměn dostatek času na přechod na kvantově odolné systémy, než se stanou skutečnou hrozbou.