Calculul cuantic nu mai este un concept teoretic îndepărtat; devine rapid o realitate practică. Pe măsură ce această tehnologie avansează, reprezintă o amenințare semnificativă pentru sistemele criptografice actuale, care sunt fundamentale pentru tehnologia blockchain. 

Importanța securității dovezii cuantice în blockchain nu poate fi exagerată. Calculul cuantic amenință algoritmii clasici precum RSA și ECC care acceptă comunicarea securizată. Implementarea algoritmilor rezistenți la cuanți asigură integritatea și securitatea datelor blockchain pentru a proteja împotriva atacurilor cuantice și pentru a păstra imuabilitatea, securitatea și fiabilitatea tehnologiei.

Vitalik Buterin, cofondatorul Ethereum, a vorbit despre potențialele amenințări reprezentate de calculul cuantic al tehnologiei blockchain. În plus, CEO-ul Post-Quantum, Andersen Chen, a spus: „În decurs de trei ani, există una din șapte șanse ca computerele cuantice să spargă cele mai utilizate sisteme de criptare computerizate; acest număr ajunge până la 50% până în 2031.”

În acest articol, vom aborda importanța securității dovezilor cuantice în sectorul blockchain și vom discuta despre studiul de caz al abordării de pionierat a Coranului față de tehnologia registrului distribuit (DLT) rezistentă la cuantum.

Amenințările calculului cuantic asupra blockchain-urilor

Amenințare cuantică la adresa blockchain-ului, întărind nevoia de securitate cuantică

Calculatoarele cuantice sunt ca computerele super-puternice care pot rezolva probleme prea complexe pentru computerele obișnuite. Această putere vine de la biți cuantici (sau qubiți) care pot efectua multe calcule simultan. O mare îngrijorare este că aceste computere ar putea într-o zi să rupă multe dintre metodele de criptare care ne mențin datele în siguranță. 

De exemplu, algoritmul de semnătură digitală cu curbă eliptică (ECDSA) este cel mai utilizat algoritm criptografic implementat de blockchains astăzi. Are o slăbiciune gravă la un atac cuantic, deoarece a fost conceput pentru a fi utilizat în computere pre-cuantice, care ar putea fi exploatate de actori ostili, de la manipulatori de piață la state care sunt anti-cripto.

Citiți despre potențialele amenințări de calcul cuantic la adresa securității Bitcoin și soluțiile pentru a le atenua în acest articol amplu al DroomDroom.

Calculatoarele cuantice folosesc principiile mecanicii cuantice, cum ar fi suprapunerea și încurcarea, pentru a rezolva probleme complexe exponențial mai rapid decât calculatoarele clasice. Fără îndoială, reprezintă o amenințare pentru sistemele criptografice care securizează tranzacțiile blockchain. Curios cum?

Impactul asupra criptografiei cu cheie publică

Algoritmii cuantici, cum ar fi algoritmul lui Shor, pot sparge metodele criptografice cu chei publice utilizate pe scară largă, ceea ce duce la un potențial acces neautorizat și la falsificarea tranzacțiilor – arătând în mod clar nevoia de securitate cuantică.

Impactul asupra criptografiei cu chei simetrice

În timp ce criptografia cu chei simetrice este mai rezistentă, algoritmi precum Grover pot reduce securitatea acestor chei și necesită chei mai lungi pentru menținerea securității.

De asemenea, este important să cunoaștem riscurile prezentate de computerele cuantice pentru protocoalele de rețea – care pot fi clasificate în două domenii principale – algoritmi de criptare compromis și semnături digitale subminate.

În primul rând, computerele cuantice au capacitatea de a compromite algoritmii de criptare integranți acestor protocoale, punând literalmente în pericol confidențialitatea și integritatea datelor. Metodele de criptare care se bazează pe complexitatea problemelor matematice devin vulnerabile la algoritmi cuantici precum algoritmul lui Shor.

În al doilea rând, computerele cuantice pot submina autenticitatea și nerepudiarea oferite de semnăturile digitale – esențiale pentru verificarea sursei și integrității documentelor și tranzacțiilor digitale.

Bitcoin vulnerabile cuantic de-a lungul timpului

În plus, calculul cuantic amenință criptarea cripto minelor, care poate permite furturi. Citiți mai multe aici în acest articol.

Pentru a aborda aceste vulnerabilități, cercetătorii au explorat soluții criptografice post-quantum (PQC) care sunt rezistente la astfel de atacuri.

Evoluții ale criptografiei rezistente cuantice

Sunt în curs de desfășurare eforturi semnificative pentru a dezvolta algoritmi criptografici rezistenți la cuanți. Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA (NIST) a selectat mai mulți algoritmi pentru standardele criptografice post-cuantice.

Standardizarea post-criptografie cuantică a NIST

NIST a ales patru algoritmi ca bază pentru standardele criptografice post-cuantice, adică;

• CRISTALELE-Kyber

• CRISTALE-Dilitiu

• SPHINCS+

• ŞOIM

Dar rețineți că trecerea la criptografia rezistentă la cuantum implică provocări tehnice, logistice și educaționale. Și în mijlocul provocărilor tot mai mari puse de calculul cuantic, Quranium apare ca o platformă vizionară care stabilește noi standarde în securitatea dovezii cuantice pentru spațiul blockchain. Să explorăm abordarea unică a Coranului față de criptografia rezistentă la cuantum și arhitectura sa inovatoare.

Capabilitățile de securitate cuantică ale Coranului: un studiu de caz

Quranium este o platformă inovatoare blockchain concepută pentru a aborda atât provocările actuale, cât și viitoare în DLT și, în special, se concentrează pe atenuarea riscurilor prezentate de calculul cuantic pentru metodele criptografice tradiționale.

Să vorbim despre modul în care Coranul se confruntă direct cu aceste provocări –

Miez rezistent la Quantum: SPHINCS+ și WOTS+

Quranium integrează schema de semnătură post-cuantică, aprobată de NIST, bazată pe hash – algoritmul SPHINCS+.

SPHINCS+ implementează semnături fără stat, bazate pe hash pentru PQC. Acest design evită criptoanaliza bine înțeleasă a schemelor bazate pe rețea și coduri de către algoritmul lui Shor, asigurând securitatea pe termen lung în era cuantică. În plus, natura sa apatridă elimină cheltuielile generale de gestionare a cheilor și reduce erorile umane. Schema oferă flexibilitate prin ajustarea dimensiunii semnăturii în funcție de compromisurile dorite privind viteza de securitate.

Quranium își asigură și mai mult platforma cu WOTS+. După cum sugerează și numele, este conceput pentru o singură utilizare per pereche de chei, astfel încât fiecare cheie de semnare este utilizată pentru a semna un singur document sau tranzacție.

De ce este important totusi? Ei bine, acest lucru complică semnificativ vectorii potențiali de atac și îmbunătățește rezistența platformei împotriva atacurilor cibernetice sofisticate.

Arhitectură hibridă cu două straturi

Quranium abordează „trilema blockchain” – provocările de a realiza simultan scalabilitate, securitate și descentralizare – cu o arhitectură hibridă. Și astfel, prin integrarea blockchain-ului tradițional cu un sistem BlockDAG, Quranium oferă o platformă mai scalabilă și mai eficientă, cu securitate la nivel înalt și asigură securitatea cuantică.

Stratul de bază (dovada muncii pentru securitate)

Oferind o bază solidă pentru întreaga rețea, stratul de bază al arhitecturii Quranium este renumit pentru securitatea supremă și rezistența la atacuri, deoarece asigură imuabilitatea și integritatea registrului.

Strat de crustă (viteză și scalabilitate cu BlockDAG)

Dacă un blockchain este o linie dreaptă de blocuri, un BlockDAG este ca un web. Fiecare bloc poate fi conectat la mai multe blocuri în loc de doar unul – în cele din urmă mai multe tranzacții fiind procesate în paralel, accelerând procesul de verificare. Este deosebit de util într-un sistem precum PoR în care mulți participanți ar putea adăuga informații în același timp.

Dovada de respect (PoR) pentru colaborare și corectitudine

Quranium folosește un mecanism unic de consens numit Proof of Respect, care prioritizează calitatea și utilitatea contribuțiilor față de puterea de calcul brută. În mod clar, promovează un mediu de rețea colaborativ și echitabil în care participarea cinstită este răsplătită.

Prin integrarea PoR în structura BlockDAG, Quranium atinge două obiective cruciale. 

• În primul rând, prioritizează securitatea rețelei prin descurajarea activităților rău intenționate, deoarece acestea nu vor aduce recompense.

• În al doilea rând, democratizează procesul de validare și de creare a blocurilor, făcând rețeaua mai incluzivă.

Mecanismul „Punctul de adevăr” pentru consistență

Arhitectura Coranului creează periodic un bloc „Punctul Adevărului” în stratul de crustă la fiecare jumătate de oră, care acționează ca punct de referință pentru toate blocurile precedente, astfel încât blocurile ulterioare să se ancoreze în acest punct, mai degrabă decât întregul lanț de blocuri.

Integrarea IoT

Quranium este conceput pentru a integra în siguranță dispozitivele Internet of Things (IoT) în rețeaua sa și, folosind DLT rezistent la cuantum, Quranium poate oferi un mediu securizat pentru aceste dispozitive.

De ce este Coranul răspunsul la securitatea cuantică în Blockchain?

Quranium prezintă o soluție convingătoare pentru securitatea blockchain în fața potențialelor amenințări din partea calculului cuantic. Poate că apărarea sa de bază constă în capacitățile PQC ale SPHINCS+ și WOTS+. Dincolo de rezistența cuantică –

• Arhitectura lui Quranium atenuează riscul atacurilor pe distanță lungă (LRA) și reduce fezabilitatea problemelor „Nimic în joc”, făcându-l costisitor din punct de vedere computațional și neprofitabil să suporte mai multe istorii blockchain.

• În timp ce modelul PoR bazat pe reputație și contribuții îi încurajează pe validatori să acționeze cinstit și leagă capacitatea lor de a câștiga recompense de comportamentul lor, Quranium folosește un mecanism inovator de combatere a mituirii, în care utilizatorii care miză monede Quranium pentru angajarea unui contract inteligent văd că rețeaua mărește în mod autonom miza. care fac să fie prohibitiv de costisitor pentru atacatori să acumuleze o miză de control.

• În plus, Quranium acceptă microtranzacții de mare viteză și interacțiuni securizate de la mașină la alta.

• În cele din urmă, fiind construit de la zero, având în vedere securitatea cuantică, Coranul este mai bine poziționat pentru a se adapta la progresele tehnologice viitoare și amenințările de securitate.

Calculul cuantic prezintă atât oportunități fără precedent, cât și provocări formidabile. Pe măsură ce calculul cuantic avansează către „Ziua Q”, imperativul pentru soluțiile criptografice cu dovezi cuantice devine nenegociabil. Adoptarea algoritmilor cu rezistență cuantică nu este doar o măsură defensivă, ci o strategie de perspectivă pentru a asigura securitatea și integritatea infrastructurilor digitale.

Kapil Dhiman, co-fondator și CEO, Quranium

Concluzie

Calculatoarele cuantice apar și oricine este interesat să își securizeze datele în mod adecvat trebuie să înceapă să privească în viitor acum.

Spectrul calculului cuantic aruncă o umbră lungă asupra lumii blockchain-ului. Metodele criptografice actuale, baza securității blockchain, sunt vulnerabile să fie spulberate de aceste mașini puternice, amenințănd însăși fundația încrederii și imuabilității pe care le promite blockchain-ul.

Iată unde Coranul apare ca un far de speranță, luând o abordare pe mai multe direcții pentru a combate amenințarea cuantică. Pe măsură ce tehnologia blockchain se aventurează pe un teritoriu neexplorat, angajamentul lui Quranium față de securitatea cuantică și arhitectura inovatoare îl poziționează în fruntea securizării frontierei blockchain.