量子コンピューティング対。ブロックチェーン：暗号化への影響

ブロックチェーンとそのアプリケーションの主なセールスポイントは、計算技術の現在の状態を考えると、暗号で保護された分散型台帳は通常の状況では事実上「壊れない」ということです。ただし、その有効性は「テクノロジーの状態」の仮定に大きく依存しています。コンピューティングにパラダイムシフトが発生した場合、最新のブロックチェーンベースのシステムは、設計で考慮されていない脅威に対して脆弱になる可能性があります。しかし、これがすぐに起こるという脅威はどれほど緊急であるか?

物理学者が過去30年間、運用可能な量子コンピューターの構築に向けて行ってきた進歩は、すぐにそのような変化に寄与する可能性があります。量子コンピューターが特定のタスクで従来のコンピューターよりも優れている「量子超越性」と呼ばれるマイルストーンに到達する可能性がありますいつでも今, 将来の量子ベースのデバイスがブロックチェーンを「殺す」ことができるかどうかという問題が脚光を浴びています.

量子コンピューティングの入門書

量子コンピューターは、量子力学の原理を使用して計算を実行するデバイスです。情報を保存および操作するために、通常のコンピューターはビットと呼ばれるバイナリ単位を使用します。これは、0または1の2つの可能な状態のいずれかを表すことができます。量子マシンは、同時に0と1の両方になることができる量子ビット（またはキュービット）に依存します。。この現象, と呼ばれる重ね合わせにより、このようなデバイスは、ビットベースのデバイスよりもはるかに高速に特定のタスクを実行できます。.

日付と組織によって達成されたキュービットの数

量子論のもう一つの基本的な用語はエンタングルメント. 2つの粒子が絡み合っている場合、それらは同じ量子状態で存在し、物理空間で2つがどれだけ離れていても、それに応じてピアに変更を求めると状態が変化します。このように量子ビットをペアリングすると、量子コンピューターの計算能力が指数関数的に増加します.

計算を行うために必要な重ね合わせの状態は、達成するのが難しく、維持するのが非常に困難です。物理学者は、レーザービームとマイクロ波ビームを使用してキュービットをこの動作状態にし、わずかな温度変動、ノイズ、電磁波からキュービットを保護するためのさまざまな手法を採用しています。現在の量子コンピューターは、動作条件の脆弱性のために非常にエラーが発生しやすく、これはと呼ばれるプロセスで散逸します。デコヒーレンスほとんどの操作を実行する前に.

量子計算能力は、マシンが同時に利用できるキュービットの数によって決まります。 1990年代後半の最初の実験で達成された控えめな2キュービットから始めて、Googleが運用する今日の最も強力な量子コンピューターは、最大72キュービットを使用できます。.

量子コンピューターとブロックチェーン

従来のすべてを認める予約, ブロックチェーンの不変性と比類のないセキュリティのアイデアは広く受け入れられています。それは、デジタル資産に対する国民の信頼の根底にあり、大量採用を促進します。ただし、量子コンピューティングの出現は、ブロックチェーンセキュリティのバックボーンである公開鍵暗号の整合性を危険にさらす可能性があります.

量子コンピューターの潜在的なアプリケーションの範囲は広大ですが、ブロックチェーンテクノロジーと暗号化のコンテキストで最も関連性の高いものは、既存のスーパーコンピューターよりもはるかに高速に特定のアルゴリズムを実行する能力です。最も広く議論されている推定ユースケースの1つは、有名なショアのアルゴリズム多くの現代的な暗号化技術を時代遅れにする可能性のある因子分解のため.

ロシア量子センターの研究者グループとして、論文ジャーナルNatureの場合、潜在的なリスクの1つは、ブロックチェーンセキュリティが一方向の数学関数に大きく依存しているという事実に起因します。実行は簡単ですが、逆の計算ははるかに困難です。このような機能は、デジタル署名の生成と元帳でのトランザクションの検証の両方に使用されます.

機能的な量子デバイスを装備した犯罪者は、逆算を非常に高速に実行できるため、署名を偽造したり、他のユーザーになりすましたり、デジタル資産にアクセスしたりすることができます。マイニングのコンテキストでは、そのような悪意のあるアクターが元帳の更新プロセスを引き継ぎ、トランザクション履歴を操作し、コインを二重支払いする可能性があります.

ロシアの研究者は、暗号化されたシステムの設計者は、この脅威に対する予防策をすぐに開始する必要があることを示唆しました。 1つの解決策は、従来のデジタル署名を量子耐性のある暗号化に置き換えることです。これは、十分に強力な量子コンピューターからの攻撃に耐えるように特別に設計された種類のセキュリティアルゴリズムです。ロシアの物理学者が提案した別の救済策は、まだ数十年先にある量子インターネットの出現によってのみ利用可能になるでしょう。リモートの絡み合った量子粒子間の接続に基づくこの将来の無線通信アーキテクチャは、豊富な新しいブロックチェーンモデルと設計のロックを解除します.

これは、ニュージーランドのビクトリア大学のDelRajanとMattVisserが最近表明した気が遠くなるような考えと幾分一致しています。研究論文. 彼らは、量子暗号の使用をやめ、ブロックチェーンを量子ベースのシステム自体にすることに直接飛躍することを提案しました。彼らのモデルは、空間だけでなく時間にも絡み合ったキュービットに基づいたブロックチェーンを記述しています。単一の粒子の状態の履歴によってエンコードされたトランザクションの記録を遡及的に変更する試みは、粒子を完全に破壊することなしには不可能です。ただし、このモデルの実現は、量子インターネットが稼働するまで不可能です。.

開業医は

学者が提案する未来的な解決策は数十年先にあるかもしれませんが、量子コンピューティングと量子暗号の多くの実践的な研究開発が現在行われています。 Cointelegraphが調査した量子コンピューティングアプリケーションを扱う専門家は、量子の脅威がどれほど緊急であるかについての見解が異なっていました。 MITの研究者兼CEOであり、予測分析プラットフォームEndorProtocolの共同創設者であるYanivAltshuler氏は、次のように述べています。

「量子コンピューターは信じられないほど強力になりつつあり、ほとんどの人が予想していたよりも速く進歩しています。ただし、それらの機能はブロックチェーンを壊すことはありません。毎年、新しいハードウェアがリリースされると、ブロックチェーンの整合性に関する懸念が再燃しますが、量子コンピューティングがブロックチェーンを危険にさらす可能性があるという証拠はありません。」

量子コンピューティング会社IonQの最高執行責任者であるStewartAllenは、量子コンピューターが成長して今日のブロックチェーンの整合性を損なうほど強力になるまでに、セキュリティシステムはそれらを含むことができるアルゴリズムに移行すると考えています。

「短期的には、量子コンピューターがブロックチェーン暗号を破るという本当の脅威はありません。これが発生した場合、暗号化はより量子に耐えるアルゴリズムに移行します。量子コンピューターがブロックチェーン暗号を破ることができるようになってから少なくとも10年が経ちました。」

しかし、他の人々はこの楽観的な見方を完全には共有していませんでした.

ILCoinのエグゼクティブマネージャーであるNorbertGoffaは、量子駆動のマイニングプールが出現する可能性について懸念を表明しました。

「誰かがクォンタムベースのマイニングプールを持っている場合、他の人を支配するのは簡単です。 […]今日、量子ベースのマイニングマシンはありません。一方、多くの企業が量子ベースのコンピューティング技術に取り組んできました。今後5年間でそれは現実になる可能性があると私たちは信じています。多分もっと少ない、誰が知っているの？」

QBRICSIncのCEO兼共同創設者であるRakeshRamachandranは、量子コンピューティングは、暗号化が使用されるほぼすべての分野で効果を発揮する準備ができていると強調しました。ブロックチェーンテクノロジーの場合、私たちは体系的な変化を期待するかもしれないと彼は言いました：

「量子コンピューターは、ブロックチェーンだけでなく、オンラインバンキングのWebサイトのような単純なものを含む暗号化のアプリケーションがあるところならどこでも暗号化を再定義します。影響を軽減し、量子耐性暗号またはポスト量子暗号に移行するために、かなりの研究と作業が行われています。.

「しかし、ブロックチェーンの課題は、量子コンピューティングが表す脅威だけでなく、ブロックチェーンが新しいバージョンの暗号化にどのように移行するかという範囲です。」

すべての専門家は、量子コンピューターがブロックチェーンの整合性に脅威を与えるまでの時間について、驚くほど同様の見積もりを提供しました。これは5年から10年の範囲で変動します。彼らはまた、潜在的な量子力の攻撃に対処するためのレシピにもかなり一貫性がありました。ほとんどの人は、量子耐性暗号への段階的な移行が必要であり、それをサポートするインフラストラクチャを構築する必要があることに同意しています。ブロックチェーンは進化する必要がありますが、量子コンピューティング技術がその存在を根本的に脅かす可能性は低いです.