Nos últimos anos, a cadeia de blocos, como superestrela das finanças da Internet, atraiu uma atenção inconfundível. O Bitcoin também é uma galinha popular na tecnologia blockchain. No setor de tecnologia, ninguém conhece a super-moeda virtual - bitcoin.
Bitcoin como fogo?
Nasceu em 2009 e em 2010 foi o suficiente para comprar apenas duas pizzas de dez mil bitcoins. Em 2018, o preço do bitcoin ultrapassou os 10 000 USD, e o original de 10 000 bitcoins para duas pizzas está agora em torno de 7,8 Bilhões de yuans. A partir do preço inicial de menos de 1 centavo em 2010, até agora mais de 10 mil dólares, o bitcoin nasceu oito anos para atingir um aumento de 100 milhões de vezes.
Por que uma realidade não existe, o bitcoin irá disparar até aqui? O núcleo é que é seguro e confiável. O design requintado do bitcoin traz-lhe tão poucos recursos:
1, pode realizar transações individuais a individuais, não precisa de intermediário;
2, bitcoin nunca pode ser roubado sem negociação;
3, o bitcoin é automaticamente um problema quantitativo, o acesso ao bitcoin apenas para cavar e comprar de outros, independentemente de quem você é, a dificuldade de obter bitcoin pela mineração é a mesma.
A razão para o fogo de Bitcoin decorre da liberdade, da segurança e da imparcialidade dada pela tecnologia blockchain. No entanto, no futuro próximo, um mecanismo monetário virtual romântico pode ter que estar completamente desintegrado e muitas pessoas acreditam A base segura, segura e sólida pode ser destruída por uma tecnologia emergente e emergente.
Essa tecnologia emergente é a computação quântica.
Apenas na semana passada, um avanço foi feito na pesquisa de computação quântica na Academia Chinesa de Ciências. O Instituto de Informação Quântica e Inovação Tecnológica Quântica, a CAS lançou 11 bits quânticos de serviços de computação quântica supercondutores de acesso à nuvem no campo da computação quântica supercondutora. Um serviço de computação quântica acima do bit, que é o segundo após a IBM, o progresso da computação quântica mais uma vez se torna o foco.
O rápido desenvolvimento da computação quântica excede todas as expectativas e prevê que, em 10 anos, a computação quântica terá um golpe devastador para a cadeia de blocos (incluindo bitcoin), então, como a computação quântica pode ameaçar a cadeia de blocos? O que causará a ameaça? Cadena de blocos não há estratégia para resistir a isso?
Isso começa com os princípios dos computadores quânticos e da cadeia de blocos.
Quantum Computer e Blockchain
1, computador quântico
Alguns anos atrás, a Wisdom publicou um artigo sobre Quantum Computers (como é que o computador quântico descifra todas as senhas do mundo em um segundo!). Em termos simples, a unidade de operação do computador quântico é um bit qubit em vez de um computador clássico bit). Em um computador clássico, o valor de um bit é determinista, seja 1 ou 0, mas em um computador quântico, o valor de um qubit não é conhecido até que seja observado. Esse valor é provável que seja 1 , Também é possível que 0, mas também possa ser uma superposição de 1 e 0, ou seja, igual a 0 e 1 ao mesmo tempo.
Quão grande é a diferença?
Tomar Naruto, por exemplo, Sasuke é um computador clássico. Naruto é um computador quântico. À procura de uma coisa, Sasuke só pode ir lá, um por um, talvez por um ano.
Mas o Naruto pode ser dividido em cinco corpo de sombra e, em seguida, cinco pontos de sombra e, em seguida, dividir cinco avatar de sombra, sub-avatares de avatar, todos os avatares vão para lugares diferentes ao mesmo tempo, encontram instantaneamente algo e depois sub-recuperam, deixando apenas um Naruto, faça as coisas.
O professor Robert Schoelkopf, da Universidade de Yale, disse: "Quando um computador quântico tem 50 ou 100 qubits, e esses qubits funcionam bem e podem ser completamente corrigidos por erros, então você pode usar isso Os computadores quânticos fazem cálculos que nenhum computador clássico do mundo nunca pode fazer.
O poder de computação quântica das mudanças provocadas pelas mudanças que agitam a terra e que podem afetar a segurança nacional.
Portanto, o academista Pan Jianwei, da Academia Chinesa de Ciências, disse uma vez: "Eu acredito que a importância da tecnologia quântica no século 21 pode ser comparada com o plano de Manhattan do século passado".
2, mineração de bloco e bitcoína
Em 2008, o conceito de blockchain foi proposto pela Satoshi Nakamoto. O Blockchain é uma regra e uma tecnologia. O seu núcleo é segurança e confiabilidade.
Atualmente, o bitcoin é a aplicação mais famosa da tecnologia blockchain no mundo. Nakamoto foi o fundador da bitcoin. Em seguida, examinamos as realidades do blockchain do conceito de bitcoin.
Agora, podemos pensar em uma cadeia de blocos como um razão, com uma parte deste livro em cada bloco, com a informação completa sobre os livros mantidos em todos os nós no bloco, que é a descentralização da tecnologia de cadeias de blocos Cada bloco possui apenas uma parte do livro, mas esta parte gravará as informações de um bloco, um bloco com um bloco, formando uma cadeia de blocos.
A vantagem de um bloqueio é que ele forma um mecanismo de confiança. Por exemplo, se você economizar 100 yuan em um banco, se o hacker for preto do banco e você tirou seu dinheiro e esgotou os dados, Não há informações disponíveis para provar que você tem um banco nos ativos de US $ 100, mas se for substituído por uma cadeia de blocos, isso significa que o banco onde o bloco possui uma conta completa de cada registro de nós, o que significa que você Os vizinhos da casa e as senhoras ao lado, e até todos os habitantes do distrito, têm livros para provar que você tem US $ 100 em depósitos bancários.
Em comparação com o mecanismo centralizado no campo financeiro tradicional, a descentralização do bloqueio torna-o mais confiável e robusto. O sistema pode continuar a funcionar normalmente, mesmo que alguns nós sejam perdidos, de modo que a cadeia de blocos é considerada uma tecnologia muito segura e confiável.
Então, o que é mineração de bitcoin?
Com base na cadeia de blocos, Nakamoto apresentou o conceito de bitcoin em 2009, que estipula que cada dez minutos em uma rede bitcoin gerará 50 bitcoins. Quando o valor total atingir 10,5 milhões (21 milhões) Metade), produzindo 25 bitcoins a cada 10 minutos, produzindo 12,5 a cada 10 minutos quando o total atinge 15,75 milhões e deixa de crescer quando o total atinge 21 milhões O montante total foi fixado em 21 milhões desde o início.
E a mineração de bitcoin é uma maneira de gerar novos bitcoins. As pessoas "Minerais" são chamadas de "mineiros", e os mineiros usam computadores para resolver problemas de matemática em redes de bitcoína. Os primeiros mineiros a resolver o problema Crédito aos livros, creditado simultaneamente a todos os nós, que se chama sucesso de mineração, acesso a bitcoin.
O mecanismo da cadeia de blocos é seguro e confiável antes que a noção de computação quântica tenha evoluído. Pelo menos por tantos anos, o bitcoin não foi ofuscado por hackers, mas nos últimos anos a computação quântica cresceu rapidamente além do que antes era imaginado, Os iniciantes da indústria prevêem que, dentro de uma década, a segurança da cadeia de blocos será uma tremenda ameaça dos computadores quânticos.
Como a computação quântica ameaça a cadeia de blocos?
Para entender a ameaça da computação quântica para a cadeia de blocos, em primeiro lugar, começando com os protocolos de segurança em sistemas de bitcoína, o protocolo bitcoin envolve dois tipos de criptografia, a função hash (função hash) usada no processo de mineração, E criptografia assimétrica para fornecer assinaturas digitais na cadeia de blocos.
Os mineiros usam seu poder computacional para calcular um número aleatório para cada bloco usando a função hash SHA-256, cujo resultado é muito fácil de verificar, mas difícil de encontrar, enquanto a criptografia assimétrica é usada para autorizar As transações de bloco de bits Bitcoin, cada usuário em toda a cadeia receberá uma chave pública e uma chave privada, que é o sistema de chave pública de chave pública, a criptografia de chave pública usa um par de chaves para criptografar informações : Chave pública que pode ser amplamente compartilhada e chave privada apenas conhecida pelo proprietário da chave Qualquer pessoa pode criptografar uma mensagem usando a chave pública destinatária pretendida, mas apenas o destinatário pode usar sua chave privada para descriptografar a mensagem.
Esse algoritmo criptográfico assimétrico gera uma chave usando um ECDSA chamado Algoritmo de assinatura digital da curva elíptica (ECDSA). Dada uma chave privada, é fácil deduzir a chave pública correspondente, mas, por sua vez, calcula a dificuldade. Isso é agora a segurança do bitcoin O motivo.
O computador quântico pode representar uma grande ameaça para essas duas linhas de defesa. No futuro, os computadores quânticos logo poderão rachar a função hash para monopolizar toda a cadeia de blocos. Em 2027, o Shure of Quantum Computer O algoritmo do Shor prevê quebrar a chave em dez minutos (600 segundos).
No mundo do bitcoin, a taxa de sucesso da mineração com um computador clássico é algo relacionada à quantidade de cálculo, mas grandes quantidades de cálculo não significam necessariamente que você poderá cavar na mina (não mais de 50% ), Mineração e sorte têm um certo grau de relacionamento para levar o labirinto, por exemplo, uma pessoa vai rápido, se um por um, então ele certamente poderá chegar ao final do labirinto o mais rápido possível, mas se uma pessoa andasse lentamente Mas, com apenas uma tentativa de encontrar o caminho até o final do labirinto? Portanto, as pessoas que vão mais rápido podem não ser pessoas estáveis e lentas, da mesma forma, o grande mineiro não é necessariamente calculado Pequenos mineiros primeiro cavaram na mina.
Como dito acima, a mineração está realmente solucionando problemas de matemática e descobrindo números aleatórios que as funções de hash criptografam, mas é possível que dois mineiros diferentes encontrem dois números aleatórios ao mesmo tempo, anunciando diferentes blocos, o que Nesse caso, a regra bitcoin é que o bloco mais processado é adicionado à cadeia de blocos e o outro bloco é invalidado, o que é análogo a ter 51 pessoas em uma célula que você depositou no seu banco 100 dólares, enquanto 49 pessoas dizem que você economizou 50 dólares. Nesse caso, a minoria obedece a maioria. O banco acha que economizou 100 yuan é verdade e economizou 50 dólares.
Além disso, elaborando o conceito de "ataque de 51%" a partir desta provisão, em uma cadeia de blocos, se um grupo de mineradores tiver 51% de toda a rede, ele pode monopolizar toda a cadeia de blocos porque ele sempre será melhor do que os outros 49 A equipe do% Miner processa o bloco mais rápido, o que significa que ele terá todo o bitcoin gerado a partir de então.
Pesquisadores da Divesh Aggarwal e da Universidade Nacional de Singapura (NUS) realizaram um estudo aprofundado da questão dos computadores quânticos que ameaçam a mineração e publicaram um documento em outubro de 2017, Em primeiro lugar, a mineração da ASIC será mais rápida do que os computadores quânticos pelo menos nos próximos dez anos, mas a mineração de computadores quânticos crescerá rapidamente dez anos depois. Em segundo lugar, diante de computadores quânticos, algoritmos criptográficos assimétricos usados na cadeia de blocos , Isto é, a criptografia de chave pública estará mais ameaçada.
Pesquisadores da Universidade Nacional de Singapura apontaram que, ao usar computadores quânticos, é fácil reverter o processo de usar chaves privadas para inferir chaves privadas, cada uma das quais é facilmente inferida pelo computador quântico.
▲ Computador quantum para quebrar a assinatura de criptografia do tempo estimado | unidade: em segundo lugar, apenas 20 minutos são esperados em 2027/600 segundos ▲ assinatura de criptografia de crack do computador quântico exigência de tempo requerida unidade: segundo, é esperado em 2027 apenas 10 minutos / 600 segundos De forma semelhante, podemos comparar este processo de decifração com um labirinto, e o computador clássico pode fazer é estúpido para ir em uma direção até chegar a um beco sem saída e depois voltar a selecionar outra maneira. No entanto, o computador quântico Isso lhe dá uma perspectiva de Deus com vista para todo o labirinto. Qual é o caminho claro de relance.
No entanto, os computadores quânticos precisam atingir uma certa quantia de qubits para alcançar esse nível. De acordo com a placa-mãe de mídia estrangeira, um computador quântico de 4,000 quits pode desintegrar a cadeia de blocos. Ou seja, uma pessoa ou uma equipe faz e aplica um computador quantum Você pode resolver e verificar cada transação, todas as criptografia geradas no futuro que ainda não estão em circulação serão monopolizadas por elas e o sistema de confiança de criptografia será desmantelado.
O desenvolvimento computacional quântico ainda está em sua infância
Os computadores quânticos estão em rápido desenvolvimento e podem representar uma grande ameaça para a cadeia de bloqueios no futuro. No entanto, os computadores quânticos ainda estão no estágio inicial de "computadores de brinquedo". Atualmente, apenas cerca de 10 gigantes em todo o mundo podem fazer Do computador quântico que atinge o qubit de alta fidelidade, na semana passada, emitido pela Academia Chinesa de Ciências 11, o serviço de computação quântica supercondutor é o segundo 10 qubits do mundo acima dos serviços de computação em nuvem, o primeiro é a IBM, no final do ano passado, A IBM abriu 20 qubits de serviços de computação em nuvem, e serviços de computação quântica como esse não conseguiram resolver problemas de computação práticos, mas os desenvolvedores já estão usando esses serviços da nuvem para aprender sobre o conhecimento de programação de computação quântica.
Parece que os 4000 qubits estão muito longe de nós, mas provavelmente não tão longe de nossa imaginação, porque nos últimos anos, a Microsoft, o Google e a IBM (as três empresas construíram seu próprio foco em quantum Laboratório de pesquisa de computação) fez uma série de avanços no campo da computação quântica, a revista "Fortune" prevê que o primeiro computador quântico prático será construído dentro de uma década.
A longo prazo, este é um longo período de tempo que muitas empresas previram. Por exemplo, a Microsoft previu que um computador quântico prático seria construído em 2025, e o Google o colocará em 2017 dentro de cinco anos (isto é, por volta de 2022) Faça um computador quântico comercial com quantum.
Conclusão: existem efeitos, mas também contramedidas
O desenvolvimento de computação quântica é inevitável, um dia ameaçará a cadeia de blocos, mas parece que muitos especialistas na cadeia de blocos ainda não se preocuparam com isso.
De acordo com a revista Fortune, há "nenhuma" preocupação global sobre os riscos de computação quântica na conferência Crypto 2017 (a conferência de criptografista de bloco superior) em novembro de 2017. Um especialista disse que seria um "muito Operação cara ", pode exigir" gastos de governo ", enquanto outro especialista riu completamente da idéia. Ele acenou com a mão e disse que, quando o computador quântico surgiu, o sistema de criptografia de chave pública evoluiu até o ponto de não ter que se preocupar com os computadores quânticos A extensão, então esta questão não importa em tudo.
Mas esses mesmos especialistas compartilham a mesma visão de que o advento da computação quântica irá pôr em perigo a segurança de todos os métodos de criptografia e criptografia existentes, incluindo tokens RSA e computadores quânticos, afetarão a segurança de todo o setor financeiro e bancário, não apenas mero É uma cadeia de blocos.
Ao mesmo tempo, existem outras organizações que atribuem grande importância a isso, por exemplo, a Agência de Segurança Nacional anunciou em 2015 que está estudando criptografia quântica, um sistema criptográfico que pode suportar a computação quântica. Na academia, também há senhas Os pesquisadores estão trabalhando na criptografia quântica e já implementaram projetos de cadeias de blocos que implementam a criptografia quântica. Por exemplo, a equipe de Evgeny Kiktenko no Quantum Resistant Ledger e o Russian Quantum Center estão trabalhando para construir um bloco de blocos quântico que possa suportar ataques quânticos de computador E já existe um sistema de criptografia quântica padrão para uso comercial.
No momento, ninguém pode prever com precisão o momento exato em que nasce um computador quântico prático, mas em uma luz mais positiva, os computadores quânticos comerciais podem nascer mais rápido do que esperávamos porque a tecnologia de hoje está acelerando, não constante Talvez em 2018, o computador quântico ainda esteja em um estágio muito precoce, o progresso dos computadores quânticos práticos foi de apenas 5%, mas pode ser 10% até 2019. Em 2020, o progresso alcançará 30% Tudo isso é possível.
A tecnologia está em constante evolução, e as tecnologias emergentes, como a cadeia de blocos e a cryptocirurgia, provavelmente ainda estão na primeira infância, e há um longo caminho a percorrer antes que a tecnologia amadureça e os desenvolvedores precisam ter cuidado com uma série de obstáculos que podem surgir no processo, o que Isso também inclui computação quântica.