Blockchain industrija ne može si priuštiti samozadovoljstvo u pripremi za kvantno računalstvo

Kriptografska sigurnost Blockchaina dugo je bila njegova najveća snaga, no može li uskoro postati njegova Ahilova peta? Era kvantnog računalstva, nekoć daleki san, približava se napretkom poput Googleov kvantni čip Willow.

Kvantno računalo nedavno je napravilo novi korak smanjivanjem stope pogrešaka qubita i rješavanjem složenih izračuna u nekoliko minuta — što je pothvat za koji bi klasičnim superračunalima trebalo 10 septilijuna godina. Iako kvantna računala još nisu izravna prijetnja kriptografiji blockchaina, odbacuje se njihov potencijalni utjecaj kao problem za budućnost bila bi ozbiljna pogreška.

Blockchain industrija mora iskoristiti ovaj trenutak kako bi ojačala svoju obranu, osiguravajući otpornost prije nego što kvantni sustavi dostignu sposobnost razbijanja kriptografskih temelja.

Ograničeni trenutni utjecaj kvantnog računalstva

Dok je Googleov sustav od 105 qubita nadmašio mogućnosti superračunala, trenutni broj qubita kvantnog računalstva i dalje je daleko od milijuna potrebnih za razbijanje enkripcije. Visoke stope pogrešaka i tehnički izazovi dodatno ometaju njihovu sposobnost pouzdanog izvršavanja algoritama za razbijanje kriptografskih podataka. Za sada, kriptografski algoritmi u cijeloj industriji kao što su RSA i ECDSA ostaju sigurni, a praktične kvantne prijetnje vjerojatno će biti udaljene za desetljeće zbog tekućih prepreka sa stabilnošću qubita i ispravljanjem pogrešaka.

Međutim, kvantno računalstvo također može utjecati na hash funkcije, još jednu kriptografsku primitivu koja se široko koristi u blockchain zajednici. Funkcije hashiranja generiraju izlaze fiksne veličine (ili “hasheve”) iz ulaznih podataka, osiguravajući cjelovitost podataka. “Pronalaženje kolizija” ili identificiranje dvaju ulaza koji proizvode isti hash mogli bi ugroziti kritične operacije kao što su provjera valjanosti transakcije i dokaz rada.

Iako postojeće kvantne mogućnosti još ne mogu iskoristiti ove ranjivosti, ostaje neizvjesno koji je broj qubita i razina vjernosti potreban da bi kvantno računalstvo učinkovito probilo ove obrane. Zbog toga je teško predvidjeti kada bi kvantno računalstvo moglo ugroziti postojeće kriptografske sustave. Stoga je proaktivno istraživanje imperativ: oslanjanje blockchaina na hash funkcije čini njihovu sigurnost sastavnim dijelom ukupnog integriteta sustava.

Dokazi bez znanja: Premošćivanje sadašnjosti i budućnosti

Dokazi bez znanja (ZKP) nude pragmatično rješenje za kvantne rizike. Algoritmi poput ZK-STARK-a, koji se oslanjaju na sustave temeljene na raspršivanju kao što su BLAKE2 i Keccak, inherentno su otporni na kvantne napade sve dok su parametri funkcije raspršivanja odabrani na odgovarajući način za obranu od njih. Za razliku od blockchainovih shema potpisa i enkripcije koje su ranjive na kvantne proboje, ovi algoritmi ovise o otpornosti na sudare, svojstvu koje će kvantna računala manje vjerojatno iskoristiti.

ZKP-ovi ne samo da pružaju kvantnu otpornost, već također povećavaju upotrebljivost blockchaina. Podržavaju značajke za očuvanje privatnosti za aplikacije u financijama, zdravstvu i provjeri identiteta, što ih čini nezamjenjivima i danas. Nadalje, ZKP-ovi služe kao most, omogućujući blockchain sustavima prijelaz s trenutnih kriptografskih standarda na kvantno otporne okvire bez potpune revizije.

Suradnja i standardizacija

Rješavanje kvantnih rizika zahtijevat će suradnju u cijeloj industriji. Organizacije poput Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) već rade na standardizaciji kvantno otpornih kriptografskih algoritama. Ethereumova Verge putokazkoji se zalaže za pojednostavljenje blok verifikacije za validatore, također označava pozitivan korak prema poboljšanju kvantne otpornosti kroz hardversko ubrzanje i učinkovite sustave dokaza.

Međutim, blockchain industrija mora se aktivnije uključiti u ove inicijative. Stvaranje interoperabilnih, robusnih rješenja koja su u skladu s globalnim standardima osigurat će da kvantna otpornost ne dolazi po cijenu upotrebljivosti ili inovacije. Ovaj zajednički napor bit će ključan za održavanje pouzdanosti blockchaina u postkvantnom svijetu.

Balanced pristup usvajanju

Trenutačno stanje kvantnog računalstva pruža priliku za promišljenu pripremu, a ne za žurne popravke. Postupna integracija kvantno otpornih tehnologija, u kombinaciji s modularnim nadogradnjama postojeće infrastrukture, osigurava da se blockchain mreže mogu neprimjetno prilagoditi tijekom vremena.

Ovaj odmjereni pristup omogućuje troškovno učinkovito skaliranje uz smanjenje prekida. Ulaganje u istraživanje i razvoj za kvantno otporne sustave danas osigurava da blockchaini ostanu operativno učinkoviti i sigurni kako se kvantne tehnologije razvijaju.

Pripreme za kvantnu eru

Kvantno računalstvo možda još ne predstavlja neposrednu prijetnju, ali blockchain industrija ne može si priuštiti samozadovoljstvo. Razbijanje kriptografskih standarda poput RSA ili ECDSA s vremenom će postati izvedivo kako kvantni sustavi budu sazrijevali, a ovaj vremenski okvir ovisi o prevladavanju tehničkih prepreka kao što su koherencija qubita i stope pogrešaka.

Prihvaćanjem proaktivnih mjera poput ZKP-ova, hardverskih inovacija i globalne suradnje, blockchain industrija može zaštititi svoju budućnost bez podlijeganja alarmizmu. Cilj je spremnost, a ne strah, osiguravanje da blockchain tehnologija ostane otporna, pouzdana i učinkovita u suočavanju s novim izazovima.

Leo Fan je suosnivač Cysica, ZK Proof Generation and Verification layer 1 u stvarnom vremenu, i asistent profesora računarstva na Sveučilištu Rutgers. Njegovo istraživanje usmjereno je na kriptografiju, dokaze bez znanja i blockchain infrastrukturu.