Bir zamanlar teorik bir kavram olan kuantum hesaplama, artık hızla ilerlemekte ve veri işleme anlayışımızı yeniden şekillendirmektedir.

Bit kullanan geleneksel bilgisayarların aksine kuantum makineleri, aynı anda birden fazla durumda bulunabilen kubitlerden yararlanır. Bu, karmaşık sorunlarla uğraşırken onları geleneksel bilgi işlem sistemlerinden önemli ölçüde daha verimli hale getirir.

Blockchain sektörü için kuantum teknolojisinin yükselişi, blockchain güvenliğini destekleyen kriptografik sistemlere yönelik önemli bir tehdit oluşturuyor. Rivest-Shamir-Adleman (RSA) ve Eliptik Eğri Şifreleme (ECC) gibi mevcut şifreleme yöntemleri, Bitcoin ve Ethereum gibi ağlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 

Temel güçleri, geleneksel sistemlerin çözemediği karmaşıklıklarında yatmaktadır. Ancak kuantum makineleri bu sistemleri kırabileceklerini iddia ederek, potansiyel olarak bu ağları bir zamanlar olasılık dışı kabul edilen saldırılara karşı savunmasız bırakabilirler.

Kripto para birimleri, değiştirilemez tokenler (NFT'ler) ve merkezi olmayan uygulamalardan (DApp'ler) oluşan tüm sektör risk altında olduğundan, kuantum dirençli kriptografik önlemlere acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Yavaş yavaş kuantum sonrası döneme doğru ilerledikçe, blockchain sektörünün yenilik yapması ve uyum sağlaması gerekiyor.

Bu sorunları aydınlatmak için Secret Network Foundation İcra Direktörü ve IEEE SA Kuantum Algoritmaları Çalışma Grubu Başkanı Lisa Loud yakın zamanda crypto.news ile konuştu ve kuantum hesaplamanın blockchain güvenliği üzerindeki etkilerini ve bu tehditlerin nasıl ele alındığını tartıştı.

Kuantum hesaplama saldırıları nedir ve neden genel olarak blockchain ve kripto para birimleri için bir tehdit olarak görülüyor?

Kuantum hesaplama saldırıları, farklı kombinasyonları deneme kapasitelerinin klasik bilgisayarlara göre büyük ölçüde geliştirilmiş olması nedeniyle günümüzün kaba kuvvet saldırılarına benzer. Üç haneli bir şifreli kilidiniz varsa, yaklaşık bin şifre vardır ve sabırlı bir hırsız bunların hepsini deneyebilir, çantanızın kilidini açabilir veya bisikletinizi çalabilir. 12 karakterlik bir çevrimiçi parolanız olduğunda, permütasyonlar 7212 farklı olası parolaya yükselir; bu da bir insanın yönetemeyeceği bir şeydir; ancak klasik bir bilgisayar bunların hepsini sırayla deneyebilir ve sonunda doğru kombinasyonu bulabilir. Şifrelenmiş özel anahtarı olan bir cüzdanınız varsa olası seçeneklerin sayısı 2256'ya çıkar. Bu, klasik hesaplamanın yönetemeyeceği kadar fazladır, ancak bir kuantum bilgisayar bunu yapabilir. 

Bu, gerçekliğin basitleştirilmesidir ancak kuantum bilgisayar saldırısının neden blok zincirleri ve kripto para birimleri için bir tehdit olduğu kavramını aktarmaktadır.  Bu tehdidi ele almaya yönelik birçok öneri büyük ölçüde teoriktir veya doğal kuantum direncine sahip yeni blok zincirleri oluşturma çözümüne bağlıdır, ancak mevcut blok zincirlerinde milyonlarca dolar bağlı olduğunda bu pratik değildir. Bunun yerine, bazı araştırmacılar mevcut blok zincirlere uygulanabilecek uçtan uca çerçevelere odaklanıyor3. Daha az belirgin fakat potansiyel bir tehdit ise kuantum bilgisayarların blokları klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı kazabilmesi ve potansiyel olarak madencilik gücünü merkezileştirebilmesidir. 

Blockchain sektörü, kuantum hesaplama teknolojisi tamamen hazır olmadan önce bu sorunları çözebilir mi?

Bunlar bugün gördüğümüz sorunlar, ancak kuantum hesaplama gerçeğe dönüştüğünde nelerin ortaya çıkacağını kim bilebilir? Blockchain kriptografisinin özellikle bu tehditlere karşı koymak için geliştiğini biliyoruz, ancak en büyük soru şu: neyi düşünemedik? Bugün bariz olmayan ama ancak bu iki teknolojiyi aynı alanda buluşturduğumuzda ortaya çıkacak hangi tehditler var? Cevabını bilmiyoruz ama bir şeyden emin olabiliriz: Blok zincirleri kuantum hesaplamayla karşılaştığında çözülmesi gereken yeni ve beklenmedik sorunlar ortaya çıkacak.

Teorik olarak kuantum bilgisayarlar RSA ve Eliptik Eğri şifreleme algoritmalarını kırabilir; Bitcoin ve Ethereum gibi mevcut blockchain platformlarına yönelik tehdit ne kadar yakın?

Kuantum kriptografi alanı, mevcut şifreleri kırma potansiyeli açısından umut verici olsa da pratik kullanıma hazır olmaktan çok uzaktır. Aynı zamanda zincir üstü şifreleme gelişmeye devam ediyor ve günümüzün kriptografları ufuktaki kuantum tehdidinin farkında. Bu koşulların bir sonucu olarak, yeni zincir üstü şifreleme yöntemlerinin geliştirilmesinde kuantum geçirmez yöntemlerin gerekli olduğu düşünülmektedir. Bugün Bitcoin veya Ethereum'a yönelik yakın bir tehdit yok çünkü kuantum donanımı büyük ölçüde teorik bir yapı olarak kalıyor. 

Şunlar da hoşunuza gidebilir: Kuantum acil durumu: Ethereum'un zamana karşı yarışı

Kriptografik standartların blockchain ağlarını kuantum tehditlerine karşı korumaya yardımcı olabileceğini düşünüyor musunuz? Bitcoin ve Ethereum gibi mevcut sistemlere entegre edilebilirler mi?

SPHINCS+ gibi kuantum direncini yönetmek için tasarlanmış çeşitli kripto para birimi algoritmaları vardır. Ben kuantum algoritmalarının yazılmasında en iyi uygulamaları tanımlamak için IEEE'de bir standartlar komitesine başkanlık ederken, IEEE'de başka çalışma grupları ve diğer birçok standart kuruluşunda kuantum dirençli yazılım geliştirmeye yönelik en iyi uygulamalar üzerinde çalışıyorlar. Blockchain, şifreleme algoritmalarını endüstrinin diğer birçok alanına göre daha hızlı değiştirebilecek. Özellikle bir yönetim yapısına sahip olan zincirlerin geçiş yapması daha kolay olacaktır. Bitcoin veya Ethereum gibi zincirler daha uzun sürebilir.

Merkezi olmayan blok zincirlerinin kuantum sonrası kriptografiye geçişte karşılaştığı zorluklar nelerdir? Halka açık blockchainlerin doğasında olan takma ad bir sorun mu?

Buradaki sorun, blockchain kullanıcılarının takma adları değil; mesele, her bir blockchain üzerindeki düğümlerin dağılımı; Bitcoin bunların en uç noktası. Bitcoin'i kuantum geçirmez hale getirmeye yönelik herhangi bir azaltma stratejisi neredeyse kesinlikle cüzdan adresi formatında bir değişiklik gerektirecektir. Bitcoin'in iş kanıtı konsensüs mekanizması daha az tehdit altındadır, ancak adres sistemi (ECDSA - Eliptik Eğri Dijital İmza Algoritmasına dayalı) savunmasızdır ve değişmesi gerekecektir. Bu, tarihsel olarak kaos ve bazı kayıplar yaratan karmaşık bir süreç olmuştur.  Ethereum, adres yapısı ve geniş dağıtımı nedeniyle benzer zorluklarla karşı karşıyadır ancak akıllı sözleşme yetenekleri nedeniyle Bitcoin'e göre daha kolay yükseltilebilir olması avantajına sahiptir. 

Yani evet, herhangi bir blockchain'in kuantum sonrası kriptografiye taşınmasında zorluklar olacaktır ve zincirin dağıtımı ne kadar geniş olursa, bu zorlukların üstesinden gelmek de o kadar zor olacaktır. Geçişi daha yavaş olan cüzdanlar, kuantum saldırılarına karşı daha yüksek güvenlik açıklarıyla karşı karşıya kalabilir. Kuantum sonrası sistemlerin geçiş döneminde eski sistemlerle etkileşime girebilmesinin sağlanması, ikili sistemlerin uzun bir süre bakımını gerektirecektir ve daha büyük anahtar yapısı, blok zincirinin performansını etkileyebilir. 

Peki geçiş için gerekli donanıma sahip mevcut blockchain ağları var mı? 

Daha yakın zamanda inşa edilen bazı blok zincirlerin hafifletilmesi için daha kolay bir yol var. Örneğin Cosmos, daha kolay bir geçişe olanak sağlayacak şekilde yapılandırılmıştır. Cosmos SDK üzerine inşa edilen tüm zincirler, cüzdan entegrasyonunu kolaylaştırmak için ortak bir kuantum geçirmez algoritma seçmek isteyebilir. Secret Network ve Fhenix gibi bazı zincirler, işlemlerde taşıdıkları verileri şifrelemek için özel olarak tasarlanmıştır. Secret, zincirdeki şifrelenmiş verileri korumak için güvenli donanım bölgeleri (Intel SGX'in TEE'si gibi) kullanır. Bu şifrelemeler kuantum saldırılarına karşı dayanıklıdır çünkü güvenli yerleşimlerin şifreleme şemalarını gerçek zamanlı olarak bazı performans sonuçlarıyla değiştirmesi mümkündür. Fhenix, verileri kuantum dirençli karmaşık bir şifreleme şemasında güvence altına almak için matematik veya tamamen homomorfik şifreleme kullanır. FHE teknolojisi bugün kullanıma hazır değil ancak zaman çizelgesi kuantum bilgisayarların zaman çizelgesinden çok daha kısa. Bu, kuantum hesaplamanın blok zincirlere saldırmaya hazır olmasından çok daha önce, blok zincirlerin geleceğinin yerleşik kuantum direnciyle yerel olarak inşa edilmesine olanak tanır.

Blockchain sektörünün kuantum hesaplama tehdidinin kaçınılmaz hale gelmesinden önce ne kadar zamanı var?

Önümüzdeki 10-20 yıl içinde blockchain sektörünün tamamen hazır olması gerekiyor. Pek çok uzman, mevcut kriptografik sistemleri kırabilecek kuantum bilgisayarların bu zaman diliminde ortaya çıkabileceğine inanıyor. Bunun ötesinde, eğer ele alınmazsa, kuantum bilgisayarlar muhtemelen blok zincirlerde kullanılan mevcut kriptografik sistemlerin çoğunu kırabilecektir. Kuantum hesaplamanın Bitcoin ve Ethereum'un şifrelenmesini tehdit edeceği gün belirsiz bir gelecekte. 2014'ten bu yana geliştirilen kübit sayısının modellenmesine ve bu zaman çizelgesinin ileriye dönük projeksiyonuna1 dayanarak, karmaşık sorunları çözmeye yetecek donanım ve yazılıma sahip bir bilgisayarın ne zaman hazır olacağı konusunda en erken tahminler 2035 yılıdır ve bazıları çok daha sonra bu yıla kadar olduğunu söylüyor. 2050. 

Devamını oku: Vitalik Buterin, Ethereum'un kuantum saldırılarına karşı karşı önlemlerini özetliyor