Bo kvantni računalnik uničil bitcoin?

Hiter razvoj kvantnih računalnikov prinaša nevarnost za kriptografsko zaščito bitcoina in drugih kriptovalut. Kako resna je grožnja in ali bi se lahko uresničil najslabši scenarij?

Raziskovalci podjetja Google so konec marca objavili odmevno raziskavo, ki je povzročila burne razprave v finančni skupnosti.

Oživela so ugibanja o tem, kako ogrožena je varnost kriptovalut zaradi razvoja kvantnih računalnikov, ki bodo sposobni dešifrirati algoritme, na katerih temelji osnovno delovanje kriptovalut.

"Napredki v kvantnem računalništvu so v zadnjih letih močno znižali ocene potrebnih virov za izvedbo napadov na kriptografijo eliptičnih krivulj, kar pomeni, da se teoretična grožnja postopoma približuje praktični izvedljivosti," je za Bloomberg Adria pojasnil dr. Samed Bajrić iz Laboratorija za odprte sisteme in mreže Instituta Jožefa Stefana.

Kljub temu trenutne razmere po njegovem mnenju še ne pomenijo neposredne nevarnosti za vlagatelje ali finančne institucije.

"Razvoj zmogljivih kvantnih računalnikov je še vedno v zgodnji fazi, vendar trendi kažejo, da se potrebni tehnološki prag znižuje hitreje, kot se kriptovalutni sistemi prilagajajo," je povedal Bajrić.

"Pri bitcoinu in sorodnih sistemih zato osrednji izziv verjetno ne bo pomanjkanje opozoril o prihajajoči grožnji, temveč predvsem počasnost in kompleksnost prehoda na kriptografsko odpornejše rešitve," je zapisal Bajrić.

"Veliko počasnejši kot najosnovnejši kalkulatorji"

Najnovejše Googlovo odkritje je v pogovoru za Bloomberg komentiral tudi strokovnjak za kriptografijo Adam Back in pionir razvoja digitalnega denarja, ki je sodeloval pri zasnovi bitcoina. Tudi on je poudaril pomen prehoda na kvantno varno kriptografijo, sicer pa trenutno ne vidi neposredne grožnje bitcoinu.

 

 

"Googlova raziskava govori o napredku pri algoritmih, ne prinaša pa nobenih izboljšav računalniške opreme. Kvantni računalnik, na katerem Google izvaja raziskave, je zelo osnoven. Zmore le izjemno preproste izračune, kot je 3 krat 7 je 21, kar zmore vsak otrok. Njihova domneva je, da se bodo kvantni računalniki sčasoma razvili do točke, da bodo lahko izvajali operacije, ki jih sedanji računalniki ne zmorejo. A trenutno so ti računalniki veliko počasnejši kot najosnovnejši kalkulatorji," je v pogovoru za Bloomberg povedal Back.

Po njegovih besedah bodo imeli lastniki ključev kriptovalut in kriptomenjalnice v prihodnjih letih dovolj časa, da prenesejo ključe v kvantno odporne formate, še preden bodo razviti dovolj zmogljivi kvantni računalniki. Raziskave in uvedbe takšnih sistemov so že v teku, s tem se ukvarja tudi njegovo podjetje Blockstream, je povedal Back.

 

 

Adama Backa so pred dnevi v časopisu New York Times "razkrili" kot izumitelja bitcoina s psevdonimom Satoshi Nakamoto, kar je Back že zanikal, kot že večkrat pred tem.

Kako deluje kriptografski sistem bitcoina?

Delovanje bitcoina in drugih kriptovalut temelji na matematičnem šifriranju (kriptografiji) z javnim in zasebnim ključem, ki skupaj omogočata varno lastništvo in prenos sredstev brez posrednikov.

Lahko kvantni računalniki ogrozijo celoten finančni sistem? Morebitni razvoj zmogljivega kvantnega računalnika ne bi pomenil grožnje le za bitcoin in druge kriptovalute, temveč za precej širši spekter sodobne digitalne infrastrukture. Posebno ranljivi bi bili sistemi, ki temeljijo na danes uveljavljenih asimetričnih kriptografskih mehanizmih, na katerih slonijo bančni sistemi, internetne storitve in kritična infrastruktura, je odgovoril dr. Samed Bajrić iz Laboratorija za odprte sisteme in mreže Instituta Jožefa Stefana. Vendar to ne pomeni, da bi bile razkrite vse druge do tedaj kriptografsko zaščitene informacije. "Kvantni napad ni enako uničujoč za vse vrste kriptografije, saj so obstoječi simetrični mehanizmi, kot so blokovne šifre in zgoščevalne funkcije, bistveno manj ranljivi za znane kvantne napade." Poleg tega bančni računi niso zaščiteni samo z eno kriptografsko funkcijo, je pojasnil Samed Bajrić. Tudi če bi kvantni računalniki močno prizadeli današnjo javno kritično infrastrukturo, bi bil dejanski učinek med sistemi različen, ker imajo banke in druge ustanove še dodatne varnostne in organizacijske plasti. Bitcoin bi lahko bil eden prvih in najbolj vidnih primerov praktičnih posledic kvantnega ogrožanja, saj njegova varnost temelji na digitalnih podpisih, sredstva pa so neposredno finančno unovčljiva. Zato morajo organizacije prehod na kvantno odporno kriptografijo začeti že zdaj, je opozoril Samed Bajrić.

Zasebni ključ je zelo veliko naključno število, ki dokazuje lastništvo bitcoinov in omogoča podpisovanje transakcij, zato mora ostati strogo varovan. Iz njega je matematično izpeljan javni ključ, iz tega pa še naslov denarnice, ki ga lahko posameznik deli z drugimi za prejemanje sredstev. Ključno je, da iz javnega ključa ali naslova ni mogoče praktično izračunati zasebnega ključa, kar zagotavlja varnost sistema.

Ko uporabnik pošilja bitcoin, s svojim zasebnim ključem ustvari kriptografski podpis, ki potrjuje, da ima pravico razpolagati s sredstvi. Ta podpis se pošlje v omrežje, kjer ga drugi udeleženci preverijo s pomočjo javnega ključa, ne da bi pri tem razkrili zasebni ključ.

Če se podpis ujema in so sredstva na voljo, je transakcija potrjena in zabeležena v verigi blokov. Tako bitcoin združuje preglednost in preverljivost z visoko stopnjo varnosti, saj lastništvo temelji izključno na nadzoru nad zasebnim ključem.