Kvantové výpočty již nejsou vzdáleným teoretickým konceptem; rychle se stává praktickou realitou. Jak tato technologie postupuje, představuje významnou hrozbu pro současné kryptografické systémy, které jsou základem technologie blockchain.
Význam kvantového zabezpečení v blockchainu nelze přeceňovat. Kvantové výpočty ohrožují klasické algoritmy jako RSA a ECC, které podporují zabezpečenou komunikaci. Implementace kvantově odolných algoritmů zajišťuje integritu a zabezpečení dat blockchainu pro ochranu před kvantovými útoky a zachování neměnnosti, bezpečnosti a spolehlivosti technologie.
Vitalik Buterin, spoluzakladatel společnosti Ethereum, se hlasitě vyjádřil k potenciálním hrozbám, které představuje kvantové počítání technologie blockchain. Navíc, generální ředitel společnosti Post-Quantum, Andersen Chen, řekl: „Do tří let existuje jedna ze sedmi možností, že kvantové počítače prolomí nejpoužívanější počítačové šifrovací systémy; toto číslo dosáhne do roku 2031 až 50 %.
V tomto článku se ponoříme do důležitosti kvantově odolného zabezpečení v sektoru blockchainu a prodiskutujeme případovou studii průkopnického přístupu společnosti Quranium ke kvantově odolné technologii distribuované účetní knihy (DLT).
Hrozby kvantové výpočetní techniky pro blockchainy
Kvantová hrozba pro blockchain posilující potřebu kvantově odolného zabezpečení
Kvantové počítače jsou jako super výkonné počítače, které dokážou vyřešit problémy, které jsou pro běžné počítače příliš složité. Tato síla pochází z kvantových bitů (nebo qubitů), které mohou provádět mnoho výpočtů najednou. Velkou obavou je, že tyto počítače by jednoho dne mohly prolomit mnoho metod šifrování, které udržují naše data v bezpečí.
Například algoritmus digitálního podpisu Elliptic Curve (ECDSA) je dnes nejrozšířenějším kryptografickým algoritmem implementovaným blockchainy. Má vážnou slabost pro kvantový útok, protože byl navržen pro použití v pre-kvantových počítačích, které by mohly zneužít nepřátelští aktéři od manipulátorů trhu po státy, které jsou anti-crypto.
Přečtěte si o potenciálních kvantových počítačových hrozbách pro bezpečnost bitcoinu a řešeních, jak je zmírnit, v tomto rozsáhlém článku od DroomDroom.
Kvantové počítače využívají principy kvantové mechaniky, jako je superpozice a zapletení, k řešení složitých problémů exponenciálně rychleji než klasické počítače. Nepochybně představuje hrozbu pro kryptografické systémy, které zajišťují blockchainové transakce. Jste zvědaví jak?
Dopad na kryptografii veřejného klíče
Kvantové algoritmy, jako je Shorův algoritmus, mohou prolomit široce používané kryptografické metody s veřejným klíčem, což vede k potenciálnímu neoprávněnému přístupu a padělání transakcí – což jasně ukazuje potřebu kvantově prokázaného zabezpečení.
Vliv na kryptografii symetrických klíčů
Zatímco kryptografie symetrických klíčů je odolnější, algoritmy jako Grover's mohou snížit zabezpečení těchto klíčů a vyžadují delší klíče pro zachování bezpečnosti.
Je také důležité znát rizika, která představují kvantové počítače pro síťové protokoly – které lze rozdělit do dvou primárních oblastí – kompromitované šifrovací algoritmy a podkopané digitální podpisy.
Za prvé, kvantové počítače mají schopnost kompromitovat šifrovací algoritmy, které jsou součástí těchto protokolů, a doslova ohrozit důvěrnost a integritu dat. Šifrovací metody, které se spoléhají na složitost matematických problémů, se stávají zranitelnými vůči kvantovým algoritmům, jako je Shorův algoritmus.
Za druhé, kvantové počítače mohou podkopat autenticitu a nepopiratelnost, kterou poskytují digitální podpisy, což je nezbytné pro ověření zdroje a integrity digitálních dokumentů a transakcí.
Kvantově zranitelné bitcoiny v průběhu času
Kromě toho kvantové výpočty ohrožují šifrování pro těžbu kryptoměn, které může potenciálně umožnit krádeže. Přečtěte si více zde v tomto článku.
K řešení těchto zranitelností výzkumníci zkoumali post-kvantová kryptografická (PQC) řešení, která jsou odolná vůči takovým útokům.
Vývoj kvantově odolné kryptografie
Vyvíjí se značné úsilí o vývoj kvantově odolných kryptografických algoritmů. Americký Národní institut pro standardy a technologie (NIST) vybral několik algoritmů pro postkvantové kryptografické standardy.
Standardizace postkvantové kryptografie NIST
NIST zvolil čtyři algoritmy jako základ pro postkvantové kryptografické standardy, viz;
KRYSTALY-Kyber
KRYSTALY-Dilithium
SPHINCS+
SOKOL
Ale pozor, přechod na kvantově odolnou kryptografii zahrnuje technické, logistické a vzdělávací výzvy. A uprostřed rostoucích výzev, které představuje kvantové počítání, se Quranium objevuje jako vizionářská platforma, která nastavuje nové standardy v kvantově odolném zabezpečení pro blockchainový prostor. Pojďme prozkoumat jedinečný přístup Qurania ke kvantově odolné kryptografii a jeho inovativní architekturu.
Quranium’s Quantum Proof Security Capabilities: Případová studie
Quranium je inovativní blockchain platforma navržená pro řešení současných i budoucích výzev v DLT a konkrétně se zaměřuje na zmírnění rizik, která představuje kvantové počítání tradičním kryptografickým metodám.
Pojďme si promluvit o tom, jak přesně Quranium čelí těmto výzvám –
Quantum-Resistant Core: SPHINCS+ a WOTS+
Quranium integruje NIST-schválený hash-založené schéma post-kvantového podpisu – SPHINCS+ algoritmus.
SPHINCS+ implementuje bezstavové signatury založené na hash pro PQC. Tento design se vyhýbá dobře srozumitelné kryptoanalýze schémat založených na mřížkách a kódech pomocí Shorova algoritmu, což zajišťuje dlouhodobou bezpečnost v kvantové éře. Navíc jeho bezstavová povaha eliminuje režii správy klíčů a snižuje lidskou chybu. Schéma nabízí flexibilitu úpravou velikosti podpisu na základě požadovaných kompromisů mezi bezpečností a rychlostí.
Quranium dále zabezpečuje svou platformu pomocí WOTS+. Jak již název napovídá, je navržen pro jedno použití na pár klíčů, takže každý podpisový klíč slouží k podepsání pouze jednoho dokumentu nebo transakce.
Proč je to však důležité? To výrazně komplikuje potenciální vektory útoků a zvyšuje odolnost platformy proti sofistikovaným kybernetickým útokům.
Hybridní dvouvrstvá architektura
Quranium řeší „blockchain trilema“ – výzvy současného dosažení škálovatelnosti, bezpečnosti a decentralizace – pomocí hybridní architektury. A tak díky integraci tradičního blockchainu se systémem BlockDAG poskytuje Quranium škálovatelnější a efektivnější platformu s vysokou úrovní zabezpečení a zajišťuje kvantové zabezpečení.
Základní vrstva (Proof of Work for Security)
Základní vrstva architektury Quranium, která poskytuje pevný základ pro celou síť, je známá svou nejvyšší bezpečností a odolností proti útokům, protože zajišťuje neměnnost a integritu účetní knihy.
Crust Layer (rychlost a škálovatelnost s BlockDAG)
Pokud je blockchain přímá linie bloků, BlockDAG je jako web. Každý blok lze připojit k více blokům namísto jednoho – v konečném důsledku se paralelně zpracovává více transakcí, což urychluje proces ověřování. Je to užitečné zejména v systému, jako je PoR, kde může mnoho účastníků přidávat informace současně.
Proof of Respect (PoR) for Collaboration and Fairness
Quranium využívá jedinečný mechanismus konsensu nazvaný Proof of Respect, který upřednostňuje kvalitu a užitečnost příspěvků před hrubým výpočetním výkonem. Je zřejmé, že podporuje spolupráci a spravedlivé síťové prostředí, kde je čestná účast odměňována.
Integrací PoR do struktury BlockDAG dosahuje Quranium dvou zásadních cílů.
Za prvé, upřednostňuje zabezpečení sítě tím, že odrazuje od škodlivých aktivit, protože nepřinášejí žádné odměny.
Za druhé, demokratizuje proces ověřování a vytváření bloků, čímž se síť stává inkluzivnější.
Mechanismus „bodu pravdy“ pro konzistentnost
Architektura Quranium pravidelně každou půlhodinu vytváří blok „Bod pravdy“ ve vrstvě kůry, který funguje jako referenční bod pro všechny předchozí bloky, takže následující bloky se ukotví k tomuto bodu, nikoli k celému řetězci bloků.
Integrace IoT
Quranium je navrženo tak, aby bezpečně integrovalo zařízení internetu věcí (IoT) do své sítě a pomocí kvantově odolného DLT může Quranium poskytnout bezpečné prostředí pro tato zařízení.
Proč je Quranium odpovědí na Quantum Proof Security v Blockchainu?
Quranium představuje přesvědčivé řešení pro zabezpečení blockchainu tváří v tvář potenciálním hrozbám z kvantových počítačů. Možná, že jeho základní obrana spočívá ve schopnostech PQC SPHINCS+ a WOTS+. Za kvantovou odolností –
Architektura Quranium zmírňuje riziko útoků na dlouhé vzdálenosti (LRA) a snižuje proveditelnost problémů „Nic v sázce“ tím, že je výpočetně nákladné a nerentabilní podporovat více historií blockchainu.
Zatímco model PoR založený na pověsti a příspěvcích motivuje ověřovatele, aby jednali čestně a váže jejich schopnost získávat odměny s jejich chováním, Quranium využívá inovativní mechanismus proti úplatkářství, kde uživatelé vkládající quranium coiny za účelem inteligentního uzavření smlouvy vidí, že síť autonomně zvyšuje fond sázek. kvůli nimž je pro útočníky neúměrně drahé hromadit kontrolní podíl.
Quranium navíc podporuje vysokorychlostní mikrotransakce a bezpečné interakce mezi stroji.
A konečně, tím, že je Quranium postaveno od základů s ohledem na kvantovou bezpečnost, má lepší pozici, aby se přizpůsobilo budoucímu technologickému pokroku a bezpečnostním hrozbám.
Quantum computing představuje jak bezprecedentní příležitosti, tak impozantní výzvy. S tím, jak kvantová výpočetní technika postupuje směrem ke „dnu Q“, se imperativ pro kryptografická řešení s kvantovým důkazem stává nesmlouvavým. Zavedení kvantově odolných algoritmů není pouze obranným opatřením, ale také perspektivní strategií k zajištění bezpečnosti a integrity digitálních infrastruktur.
Kapil Dhiman, spoluzakladatel a CEO, Quranium
Závěr
Kvantové počítače přicházejí a každý, kdo má zájem o adekvátní zabezpečení svých dat, se musí začít dívat do budoucnosti již nyní.
Přízrak kvantových počítačů vrhá dlouhý stín na svět blockchainu. Současné kryptografické metody, základní kámen bezpečnosti blockchainu, jsou zranitelné vůči rozbití těmito výkonnými stroji, což ohrožuje samotný základ důvěry a neměnnosti, který blockchain slibuje.
Zde se Quranium objevuje jako maják naděje, který využívá mnohostranný přístup k boji proti kvantové hrozbě. Jak se technologie blockchainu pouští do neprobádaného území, závazek společnosti Quranium k kvantově odolnému zabezpečení a inovativní architektuře ji staví do popředí v zabezpečení hranic blockchainu.