Индустрия криптовалют давно опасается дня, когда компьютеры смогут взломать блокчейны и разрушить сети, такие как Bitcoin и Ethereum; этот день может быть ближе, чем они думают — но даже на скорости сегодняшних суперкомпьютеров только квантовые компьютеры могут иметь такой потенциал.


На прошлой неделе исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора объявили, что их последний суперкомпьютер, El Capitan, способен выполнять 2.79 квадриллионов расчетов в секунду, что делает его самым быстрым компьютером в мире.


Чтобы понять масштаб, это 2.79 — за которым следуют 15 нулей.



“Чтобы представить это в некотором контексте, потребуется более миллиона последних iPhone, работающих над одним расчетом одновременно, чтобы равняться тому, что El Capitan может сделать за одну секунду,” сказал Джереми Томас из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора Декрипт. “Это стопка телефонов высотой более 5 миль.”


Результаты были объявлены во время ежегодной конференции SC, международной конференции, сосредоточенной на высокопроизводительных вычислениях в Атланте, штат Джорджия, в понедельник. El Capitan был назван номером один в списке полугодового списка Top 500 Project 500 самых мощных суперкомпьютеров в мире.


Находясь в Ливерморе, штат Калифорния, Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора работала с Hewlett Packard Enterprise, AMD и Министерством энергетики над разработкой El Capitan.



Как следует из названия, суперкомпьютер предназначен для сложных задач, таких как симуляции, разработка искусственного интеллекта и исследования, при этом он работает намного быстрее, чем средний компьютер. Например, компьютер, такой как El Capitan, выполняющий 2.7 квадриллионов операций в секунду, в 5.4 миллиона раз быстрее, чем типичный домашний компьютер.


Используя аналогию с телефоном, Томас оценил, что потребуется более 8 миллиардов человек, работающих одновременно в течение восьми лет, чтобы достичь того, что El Capitan может сделать за одну секунду.


Мощность El Capitan вызвала вопросы о его потенциальном влиянии на индустрию блокчейна, где безопасность сильно зависит от сильной криптографии. Однако эксперты по шифрованию блокчейна утверждают, что такие страхи необоснованны.


"Им придется взломать каждый возможный приватный ключ," объяснил генеральный директор Arcium и соучредитель Яник Шрад Декрипт. "Например, если приватный ключ длиной 256 бит, злоумышленнику, пытающемуся подделать ваши транзакции, нужно будет протестировать каждый возможный 256-битный ключ."


Запущенный в 2022 году, швейцарский Arcium сосредоточен на создании децентрализованной сети суперкомпьютеров, которая позволяет разработчикам безопасно и эффективно выполнять зашифрованные вычисления на блокчейнах.


Согласно Шраду, даже с его способностью выполнять 2700 квадриллионов операций в секунду, суперкомпьютеру, такому как El Capitan, потребуется 10 миллиардов лет, чтобы взломать 256-битный приватный ключ из-за вычислительной асимметрии, присущей используемым криптографическим схемам, таким как криптография на эллиптических кривых, используемая в блокчейнах, таких как Bitcoin, Ethereum и Solana.


Криптография на эллиптических кривых (ECC) популярна среди разработчиков блокчейна за свою эффективность и сильную безопасность. Более серьезная угроза для безопасности этих криптографических систем, объясняет Шрад, исходит от квантовых вычислений, которые, по его словам, могут победить вычислительную асимметрию, которая делает текущие модели криптографии безопасными.


“Суперкомпьютер все еще обрабатывает данные в двоичном формате, используя биты, и его мощность в основном исходит от параллелизации — обработки множества задач одновременно,” сказал Шрад. “Квантовые компьютеры, с другой стороны, используют квантовые биты или кубиты, которые используют квантовые принципы, такие как суперпозиция и запутанность. Это другое измерение вычислений.”


Другие эксперты по кибербезопасности и академики разделили мнение Шрада о потенциальной угрозе квантовых вычислений.


“Современные системы шифрования, которые лежат в основе блокчейнов, не могут быть сломаны на любых текущих классических системах, включая суперкомпьютеры. Однако угроза со стороны новых квантовых компьютеров гораздо серьезнее,” сказал Дункан Джонс, глава кибербезопасности у разработчика квантовых вычислений на базе Великобритании Quantinuum, Декрипт. “В течение всего лишь десятилетия мы можем увидеть достаточно мощные квантовые компьютеры, которые смогут взломать алгоритмы, используемые сегодня блокчейнами. Владельцы блокчейнов должны развернуть технологии квантовой безопасности как можно скорее, чтобы подготовиться к этому риску.”


Однако, хотя суперкомпьютеры могут не представлять угрозу для блокчейнов, а квантовые компьютеры все еще находятся в нескольких годах от реализации, эксперты предостерегают от чрезмерной веры в технологии, чтобы защитить себя.


“Индустрия блокчейна часто слишком доверяет своей воспринимаемой безопасности, игнорируя потенциальные уязвимости,” сказал профессор инженерии университета Сан-Хосе Ахмед Банафа Декрипт. “Многие сторонники рассматривают неизменность блокчейна как синоним неуязвимости, но эта перспектива игнорирует риски, связанные с развивающимися технологиями, такими как квантовые вычисления, и практическими проблемами, такими как программные ошибки.”


Банафа отметил, что хотя индустрия блокчейна признает потенциальные риски квантовых вычислений, немногие платформы приняли меры противоквантовой защиты, такие как распределение квантовых ключей, оставляя их уязвимыми для будущих угроз.


“Хотя децентрализация — это сила, она также усложняет процесс внедрения критически важных обновлений для повышения безопасности,” сказал Банафа. “Без проактивного подхода к решению этих проблем индустрия блокчейна рискует подорвать доверие, которое она строила на протяжении многих лет.”


Несмотря на беспокойство индустрии блокчейна и кибербезопасности, LLNL заявило, что El Capitan не будет использоваться для взлома шифрования блокчейна. Вместо этого El Capitan будет использоваться для проведения симуляций ядерных взрывов и поддержки исследований с использованием ИИ, включая открытие материалов, оптимизацию дизайна, передовое производство и интеллектуальных помощников ИИ, обученных на секретных данных.


Хотя дни, когда в Лос-Аламосе, Нью-Мексико, запускали бомбы, как это изображено в фильме «Оппенгеймер», давно прошли, Томас признал, что виртуальные испытания имеют ограничения, и исследователи не полагаются исключительно на симуляции для сертификации ядерного арсенала.



“Симуляции никогда не будут точными, но мы используем все больше вычислительной мощности на ансамблях из тысяч симуляций, чтобы уменьшить любую неопределенность в наших моделях,” сказал Томас. “У нас большие усилия по валидации и проверке точности наших кодов. У нас также есть большое количество данных из наших подземных испытаний, проведенных до окончания ядерных испытаний в 1992 году, которые придают нам уверенность в наших кодах.”


Отредактировано Эндрю Хейвардом