Биткойн Журнал
Квантовый Выпуск: Квантовый не’приходит за вашим Биткойном
С тех пор, как существует Биткойн, новые формы FUD (страх, неопределенность и сомнение) использовались для предсказания его гибели. Тем не менее, Биткойн стал активом стоимостью в несколько триллионов долларов и начал занимать свое место в глобальном денежном порядке. В последние месяцы призрак криптографически значимого квантового компьютера (CRQC), позволяющего злоумышленнику воссоздавать секретные ключи из открытых ключей и подписывать транзакции Биткойна, перемещая монеты других людей, вернулся как эволюционная форма FUD. Является ли это реальной угрозой для дальнейшего роста Биткойна? Одним словом, нет. Нет никаких доказательств того, что CRQC будет построен в течение десятилетия, и остается неизвестным, будет ли такая машина когда-либо построена. Квантовая угроза остается FUD.
Современные технологии
На сегодняшний день ни один квантовый компьютер не вычислил ничего, что было бы недоступно для сообразительного 6-летнего ребенка (подтверждено эмпирически). Квантовые компьютеры — это замечательная технология, демонстрирующая поистине научно-фантастические возможности современного мира. Эти устройства используют фундаментальные технологии, такие как оптические пинцеты, лазерное охлаждение, сверхпроводящие флюкс-кубиты, электромагнитные ловушки, холодильники для разбавления и многие другие. Внутри этих устройств отдельные кубиты принуждаются к определенным субатомным состояниям (различным для каждой кандидатной технологии), запутываются в суперпозиции, манипулируются для представления вычислений, а затем их субатомные свойства считываются и интерпретируются. Удивительная правда заключается в том, что эти устройства существуют и могут быть манипулированы для выполнения значимых вычислений на основе нескольких входов. Холодная реальность заключается в том, что (например, для кандидатной технологии) для выполнения вычисления, которое может сделать маленький ребенок, требуется достаточно энергии, чтобы охладить школу в Техасе, много часов настройки и еще много часов постобработки.
Чтение Будущего
Я знаю, о чем вы думаете: «но в квантовые вычисления вкладывается так много денег». Соответствует ли поток денег в область темпу реального технологического прогресса в этой области? Не совсем. На самом деле, можно утверждать, что до тех пор, пока не будет разработана правильная основная технология и не будет подтверждено соответствие продукта и рынка, деньги, поступающие в область, имеют отрицательную корреляцию с вероятностью разработки применимой технологии. Это можно четко увидеть, сравнивая программу Space Shuttle NASA с Falcon 9 от SpaceX. SpaceX взял (в основном) известную науку и свел ее к практике, чтобы удовлетворить доказанную рыночную потребность в надежном и более дешевом доступе в космос, с программной стоимостью менее 5 миллиардов долларов на первую пилотируемую миссию. Space Shuttle стоила примерно 50 миллиардов долларов, чтобы достичь своей первой пилотируемой миссии. Falcon 9 не только стоил на порядок меньше для разработки, но и на сегодняшний день имеет идеальный рекорд безопасности экипажа. Существует множество причин для этих различий, но это показывает, что никакое количество денег не сделает технологию, которая не готова, практичной. Переводя это на квантовые вычисления: мы можем видеть, что с огромным количеством денег, брошенных на решение проблемы, демонстрации технологий с огромными затратами возможны. Но это не говорит нам ничего о том, приведет ли больше денег к святому граалю стабильных, малошумных кубитов (как надежность Falcon 9). Никакое количество продолжения разработки программы Space Shuttle не когда-либо привело бы к низкой стоимости и высокой надежности Falcon 9, и вполне вероятно, что никакое количество продолжения разработки, ни при каких условиях, никогда не сделает ни одну из текущих технологий квантовых вычислений достаточно надежной, чтобы сломать хотя бы одну пару ключей.
Теперь вы можете подумать: «но что насчет всех недавних достижений?» Есть две важные вещи, которые следует помнить о недавно опубликованных достижениях. Во-первых, многие из этих достижений были достижениями только в чистой математике. Например, недавняя статья Google, в которой был получен такой важный результат, что они решили скрыть теоретическую квантовую схему, а не рисковать ее использованием для взлома важных криптографических систем. Это может показаться огромным прогрессом на пути к будущему CRQC, но на самом деле это ничего не изменило. Если (или до тех пор, пока) квантовое оборудование не получит свой момент Falcon 9, просто нет устройства, которое приближается к стабильности и масштабу, необходимым для работы с редактированной схемой. Это чистый театр, чтобы скрыть схему, предназначенную для устройства, которое может никогда не существовать. Во-вторых, на стороне оборудования мы видим множество новых результатов и небольших успехов, опубликованных в данном году, но сколько из них относится к одной и той же кандидатной технологии квантовых вычислений? Сколько из них представляют собой просто новое начало после того, как предыдущий результат закончился в тупике? Реальность такова, что эти достижения не представляют собой какую-то линейную траекторию к конечному успеху. Они представляют собой поиск в ширину в бесконечном пространстве возможностей, в котором квантовые исследователи надеются найти путь, по которому они могут продвигаться даже на скромное расстояние, не достигая еще одного тупика.
Когда мы смотрим на реальность будущего квантовых вычислений, она туманна как минимум. Существуют обнадеживающие технологические разработки. Особенно, на мой взгляд, в области устройств с нейтральными атомами. Но слишком рано говорить, есть ли открытый путь к будущему CRQC по любым из известных направлений или если нас ждут еще перезапуски. Если в какой-то момент мы увидим множество итераций одной и той же кандидатной технологии, реализующих постепенно более мощные устройства и вычисляющих значимые результаты, которые не может вычислить даже сообразительный ребенок, мы можем вернуться к этому обсуждению с другими доказательствами.
В Теории
Существует два возможных объяснения повторяющегося провала квантовых исследований в разработке CRQC на протяжении многих десятилетий. Возможно, это просто сложная проблема, и мы продолжаем применять науку и инженерию для ее решения, и однажды изобретательность человеческого рода восторжествует, как это было в развитии Интернета, смартфонов, социальных медиа и Биткойна (оставлено на усмотрение читателя, чтобы решить, какие из этих событий являются положительными). С другой стороны, может быть, что разработка CRQC либо невозможна, либо навсегда останется вне нашего досягаемости. Подумайте, что бы это значило для существования CRQC: машина должна была бы представлять в своей суперпозиции поле возможностей такого же размера, как сложность решаемой криптографической задачи. То есть, чтобы сломать 128-битную безопасность дискретного логарифма эллиптической кривой на кривой secp256k1 Биткойна, квантовая суперпозиция должна была бы представлять все возможные значения 128-битного числа. В классических вычислениях представление всех таких значений потребовало бы больше компьютерного хранилища (на многие порядки величины), чем когда-либо производили люди. Если существует даже малейшая гранулярность в квантовой суперпозиции (т.е. квантовая суперпозиция не является идеально непрерывной по всем возможным значениям), то квантовый компьютер никогда не сможет стать криптографически значимым. Если энергия, необходимая для удержания суперпозиции, масштабируется с сложностью представляемого поля, то квантовый компьютер никогда не сможет стать криптографически значимым. Современное понимание квантовой физики не исключает ни одной из этих возможностей.
Заключение: Биткойн не может отдыхать
Несмотря на все вышесказанное, развитие Биткойна в сторону новых криптографических алгоритмов должно продолжаться. Хотя квантовая атака на криптографию Биткойна не является неминуемой ни в коем случае, вполне возможно, что другой недостаток может быть найден другими способами. Мы знаем, что определенные эллиптические кривые были найдены с уязвимостями, и secp256k1 может быть следующим. Биткойн выжил так долго, потому что атаки на систему укрепили его, и это будет продолжать быть правдой, пока продолжается квантовая атака FUD. Разработка P2MR или P2TRv2, SHRINCS, SPHINCS, IBC, ML-DSA и других схем подписи после квантовых технологий в конечном итоге приведет к улучшению устойчивости Биткойна перед лицом будущих атак, даже если фактический CRQC никогда не будет разработан.
Этот материал представлен в последнем печатном выпуске Биткойн Журнала, Квантовом Выпуске. Мы делимся им здесь как ранним взглядом на идеи, исследуемые в полном выпуске.
Этот пост Квантовый Выпуск: Квантовый не’приходит за вашим Биткойном впервые появился в Биткойн Журнал и написан Брендоном Блэком.
Источник: BitcoinMagazine
