محاسبات کوانتومی و blockchain

نگرانی های امنیتی مربوط به محاسبات کوانتومی و blockchain نشان می دهد که رمزنگاری فعلی ممکن است قادر به جلوگیری از حملات کوانتومی در آینده نباشد. اما ، این برای صنعت blockchain چه معنی دارد و آیا محاسبات کوانتومی تهدیدی برای بیت کوین است؟

محاسبات کوانتومی و blockchain هر دو در حاشیه فناوری هستند. با این حال ، این دو فناوری گاهی اوقات اشتباه می شوند. شبکه های blockchain شبکه محاسباتی بسیار ایمن هستند ، که امکان شفافیت را فراهم می کند و مانند موارد ارزهای رمزنگاری شده است. از طرف دیگر ، رایانه های کوانتومی می توانند داده ها را بسیار کارآمدتر از رایانه های معمولی پردازش کنند. به این ترتیب ، رایانه های کوانتومی از نظر تئوری قادر به محاسبات پیشرفته چنان پیچیده هستند که قبلاً غیرممکن بودند. اگرچه محاسبات کوانتومی در مراحل ابتدایی خود است ، اما می تواند سؤالات ایمنی را در مورد امنیت شبکه های blockchain اثبات (POW) و پروتکل های cryptocurrency مانند بیت کوین مطرح کند. بر این اساس ، بسیاری از سرمایه گذاران تعجب می کنند ، "محاسبه کوانتومی تا چه اندازه تهدیدی برای بیت کوین است؟"

در این مقاله ، ما قصد داریم به دنیای محاسبات کوانتومی و blockchain عمیق شویم. ما از برخی از مطبوعاتی ترین سؤالات پیرامون این موضوعات سؤال خواهیم کرد ، مانند "محاسبات کوانتومی چیست؟"و "آیا محاسبه کوانتومی تهدیدی برای بیت کوین است؟"همچنین ، ما به انواع آسیب پذیری هایی که می تواند رخ دهد ، احتمال حمله کوانتومی به شبکه بیت کوین و آنچه جامعه blockchain می تواند برای محافظت در برابر هرگونه تهدید احتمالی در آینده انجام دهد ، خواهیم پرداخت.

آکادمی Moralis مجموعه شماره یک Web3 و Blockchain Suite Online است. ما شهریه با هدایت تخصصی را ارائه می دهیم که بیشترین فن آوری های برتر Web3 را پوشش می دهد. اگر می خواهید یاد بگیرید که چگونه با خیال راحت خرید ، فروش و تجارت ارزهای رمزنگاری شده را بخرید ، حتماً رمزنگاری ما را برای مبتدیان بررسی کنید. در اینجا ، ما به دانش آموزان در مورد اصول اصلی blockchain و تفاوت های بیت کوین ، اتریوم و آلتکین ها می آموزیم. به علاوه ، ما نکاتی در مورد نحوه تشخیص و جلوگیری از کلاهبرداری ارائه می دهیم.

امروز به خانواده ما بیش از 30،000 دانش آموز بپیوندید و سفر blockchain خود را با آکادمی Moralis شروع کنید. همچنین ، مقالات "Polkadot vs Cardano" و "کاوش در Apecoin (میمون)" را برای خواندن بعدی ذخیره کنید!

محاسبات کوانتومی و blockchain

بنابراین ، محاسبات کوانتومی تا چه اندازه تهدیدی برای بیت کوین است؟برای درک کامل تفاوت های بین محاسبات کوانتومی و blockchain و ارزیابی خطرات احتمالی ، اجازه دهید نگاهی دقیق تر به هر یک از این فناوری های انقلابی بیندازیم.

blockchain چیست؟

blockchain نوعی از فناوری لجر توزیع شده (DLT) است که به عنوان یک بانک اطلاعاتی عمومی یا دفترچه معاملات عمل می کند. blockchain فناوری اساسی شبکه های رمزنگاری مانند بیت کوین است. این یک رکورد دائمی و غیرقابل تغییر داده ها و رویدادها را با فرمت دیجیتال فراهم می کند. هنگامی که یک معدنچی معامله ای را به blockchain اضافه کرد ، هیچ کس نمی تواند آن را تغییر یا تغییر دهد. این امر باعث می شود سابقه غیر متمرکز معاملات بدون نیاز به واسطه ها یا نقطه اصلی اقتدار باشد.

blockchains داده های معامله را در بلوک ها ذخیره می کند. هر بلوک دارای اندازه از پیش تعیین شده ای است که تعداد معاملات موجود در آن را محدود می کند. هنگامی که یک بلوک پر از معاملات است ، به طور دائم در blockchain قرار می گیرد. همچنین ، به جای ذخیره تمام داده ها در یک سرور واحد ، داده های blockchain در کل شبکه وجود دارد. به علاوه ، هر بلوک با هر بلوک قبلی در زنجیره به هم پیوسته است.

هر گره در شبکه دارای یک نسخه از همان دفترچه است. علاوه بر این ، باید یک چارچوب ایجاد شود تا هر گره بتواند در مورد مشروعیت هر معامله توافق کند. برای این کار ، شبکه های blockchain از مکانیسم اجماع استفاده می کنند. به عنوان مثال ، blockchain بیت کوین از یک الگوریتم اجماع به نام اثبات کار (POW) استفاده می کند. گره های ویژه به نام گره های معدن برای حل یک پازل ریاضی پیچیده با صرفه جویی در برق رقابت می کنند. اولین معدنچی که معما را حل می کند ، حق اعتبار یک معامله را به دست می آورد و آن را به بلوک آنها اضافه می کند. در عوض ، معدنکار جوایز بلوک بیت کوین را دریافت می کند.

استخراج بیت کوین به تجهیزات گران قیمت و هزینه های مداوم برق نیاز دارد. کارگران معدن که سعی در جعل شبکه دارند می توانند پاداش بلوک را که در غیر این صورت برای "کار" خود دریافت می کنند ، از دست بدهند. بر این اساس ، مکانیسم های اجماع شبکه های blockchain را ایمن نگه می دارد و باعث می شود حملات احتمالی را آسان کند. این شبکه می تواند به راحتی هر کسی را که سعی می کند بیت کوین را دو بار خرج کند یا یک معامله نامشروع را پردازش کند ، تشخیص دهد.

امنیت blockchain

هر بلوکی که به blockchain اضافه شده است با بلوک قبلی در هم تنیده است. این بدان معنی است که هر مهاجم بالقوه قبل از اینکه بتواند هر معامله خاصی را دستکاری کند ، باید هر معامله را در هر بلوک تغییر دهد. همچنین ، هر مهاجم بالقوه حداقل به 51 ٪ از قدرت محاسباتی کل شبکه برای حمله به یک blockchain POW نیاز دارد. بعلاوه ، اگر یک هکر به این هدف دست پیدا کند ، آنها فقط می توانند قبل از اینکه هک را جعل کنند ، یک معامله را تغییر دهند تا دیگری را جعل کنند. بنابراین ، از نظر اقتصادی مناسب تر از حمله به شبکه است.

برای blockchain های بزرگ POW مانند بیت کوین ، این تهدید به دلیل زمان و هزینه حمله حداقل است. با این حال ، blockchains POW کوچکتر مستعد حمله 51 ٪ است. هرچه شبکه blockchain کوچکتر باشد ، قدرت محاسباتی کمتر یک بازیگر بد نیاز به انجام حمله 51 ٪ دارد.

محاسبات کوانتومی چیست؟

محاسبات کوانتومی یک فناوری پیشرفته است که از قوانین مکانیک کوانتومی برای حل مشکلاتی که برای رایانه های استاندارد بسیار پیچیده است استفاده می کند. نظریه کوانتومی رفتار انرژی و مواد را در سطح اتمی و زیر اتمی توصیف می کند. رایانه های کلاسیک می توانند بیت داده هایی را که دارای یک مقدار یک یا صفر هستند رمزگذاری کنند. این اغلب باعث می شود آنها هنگام حل مشکلات پیچیده با متغیرهای زیادی محدود کننده باشند. با این حال ، محاسبات کوانتومی این کار را با استفاده از بیت های کوانتومی (Qubits) ، واحد اصلی اندازه گیری کوانتومی حل می کند.

محاسبات کوانتومی از توانایی ذرات زیر اتمی برای وجود همزمان در حالت های مختلف (یعنی یک و صفر) بهره می برد. همانطور که رایانه های کوانتومی باعث ایجاد و پردازش بیشتر می شوند ، از نظر نمایی قدرتمندتر می شوند. از طرف دیگر ، رایانه های کلاسیک با افزودن ترانزیستورهای بیشتر به صورت خطی افزایش می یابد.

علاوه بر این ، محاسبات کوانتومی به دانشمندان و مهندسان کمک می کند تا مشکلات بسیار پیچیده ای را حل کنند. به عنوان مثال ، محاسبات کوانتومی می تواند برای مدل سازی رفتار اتمهای فردی در یک مولکول اعمال شود. همچنین می توان از آن برای نقشه برداری از مسیرهای لجستیکی در شبکه های حمل و نقل جهانی استفاده کرد.

محاسبات کوانتومی به دانشمندان این امکان را می دهد تا مشکلاتی را که قبلاً تصور می شد غیرقابل حل باشد ، حل کنند. با استفاده از اصول ابر و درهم آمیختگی ، رایانه های کوانتومی می توانند محاسبات را سریعتر از رایانه های سنتی انجام دهند و از انرژی بسیار کمتری استفاده کنند.

این فناوری به طور گسترده در امور مالی ، اطلاعات ، نظامی ، طراحی هوافضا ، تولید دیجیتال و همجوشی هسته ای مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از بزرگترین شرکت های فناوری در جهان وارد میدان محاسبات کوانتومی می شوند. این شامل مایکروسافت ، IBM ، Google ، Intel ، Alibaba و HP است.

آیا محاسبات کوانتومی تهدیدی برای بیت کوین است؟

حال ، این سؤال را در نظر بگیریم ، "آیا محاسبه کوانتومی تهدیدی برای بیت کوین است؟"هنگامی که یک گره سعی می کند یک blockchain POW مانند شبکه بیت کوین را جعل کند ، ابتدا باید سعی در حل یک معمای ریاضی پیچیده برای کسب حق اعتبارسنجی معامله داشته باشد. این همان چیزی است که ما آن را "عملکرد هش" می نامیم. هنگامی که یک گره معما را حل کرد و حق اعتبار یک معامله را به دست آورد ، می تواند یک "دوتایی" را امتحان کند ، به این معنی که تلاش برای صرف دو بار بیت کوین یا توکن است.

بیشتر blockchain های POW دارای یک ویژگی امنیتی داخلی هستند که فقط گره ها به آنها اجازه می دهد تا یک مشکل ریاضی را یک بار حدس بزنند. هر حدس به هزینه انرژی قابل توجهی (برای شبکه های بزرگ blockchain) نیاز دارد و از تلاش گره ها برای تأیید سایر معاملات در همان زمان جلوگیری می کند. با این حال ، محاسبات کوانتومی می تواند این اقدام امنیتی را به خطر بیندازد.

بر خلاف رایانه های معمولی ، رایانه های کوانتومی می توانند به طور مؤثر تلاش های مختلفی را برای یافتن هش به طور همزمان انجام دهند. همچنین ، رایانه های کوانتومی به ویژه در ترک خوردن رمزهای عبور و حل مشکلات رمزنگاری مؤثر هستند. به گفته این ، این رایانه های نسل بعدی هنوز هم از توانایی انجام چنین حملاتی مسیری طولانی دارند. قبل از اینکه رایانه های کوانتومی بتوانند چنین وظایف پیچیده ای را انجام دهند ، باید مقدار قابل توجهی از توسعه رخ دهد. رایانه های کوانتومی برای طراحی و ساخت بسیار گران هستند و آنها را برای اکثر هکرهای بالقوه غیرقابل دسترسی می کند. علاوه بر این ، ماهیت خطی محاسبات کوانتومی اصلاحات خطا را فوق العاده دشوار و وقت گیر می کند. به علاوه ، بررسی Qubits برای خطاها می تواند نتایج محاسبه را کاهش دهد.

با وجود این ، چندین توسعه دهنده در حال اجرای برنامه نویسی ضد کوانتومی ، همچنین به عنوان برنامه نویسی پس از کوارتوم ، برای پرداختن به آسیب پذیری های احتمالی شبکه های blockchain می توانند در نتیجه پیشرفت در محاسبات کوانتومی با آن روبرو شوند. این به تقویت رمزگذاری منحنی بیضوی امضاهای دیجیتال در شبکه های عمومی blockchain و محافظت در برابر حملات کوانتومی کمک می کند.

مشکل محاسبات کوانتومی و blockchain

حال ممکن است تعجب کنید ، "محاسبه کوانتومی تا چه اندازه تهدیدی برای بیت کوین است؟"طبق مقاله ای که توسط TechRadar در فوریه 2022 منتشر شده است ، دانشمندان دانشگاه Sussex پیش بینی می کنند که یک سیستم محاسبات کوانتومی برای شکستن الگوریتم رمزنگاری SHA-256 که زیر امنیت شبکه بیت کوین در طی 24 ساعت است ، تقریباً به 13 میلیون Qubits نیاز دارد. محققان همچنین پیش بینی می کنند که یک کامپیوتر کوانتومی با 317 میلیون QUBITS برای شکستن کد بیت کوین در طی یک ساعت و 1. 9 میلیارد قاب برای انجام آن در ده دقیقه مورد نیاز است.

این مطالعه نشان می دهد که یک چنگال کد بیت کوین در یک سیستم رمزگذاری ایمن کوانتومی احتمالاً قبل از آشکار بودن هرگونه تهدید مهم اجرا می شود. همچنین ، یک سیستم محاسبات کوانتومی باید به طور خاص به سمت وظیفه حمله به یک شبکه blockchain هدایت شود. توانایی صرف در پردازش محاسبات پیچیده به سرعت و کارآمد ، تهدیدی برای بیت کوین به خودی خود ایجاد می کند. با وجود این ، تحولات در محاسبات کوانتومی سؤالات مهمی را در مورد امنیت روشهای رمزنگاری فعلی ایجاد می کند.

در حال حاضر ، رایانه های کوانتومی با حدود 127 Qubits عمل می کنند. همچنین ، قدرتمندترین رایانه های کوانتومی به راحتی تکرار نمی شوند. با این حال ، میزان توسعه در زمینه محاسبات کوانتومی نشان می دهد که این می تواند در آینده نزدیک یک واقعیت باشد. اگر یک هواپیمارباز بتواند یک حمله 51 ٪ موفق را انجام دهد ، کل شبکه بیت کوین در معرض خطر قرار می گیرد. سخت افزار معاصر مسیری طولانی از توانایی دستیابی به این هدف است ، اما اوضاع تقریباً مسلم است که در سالهای آینده تغییر کند.

آیا محاسبات کوانتومی می تواند بیت کوین را بشکند؟

یکی دیگر از تهدیدات بالقوه برای شبکه بیت کوین و سایر بلاکچین های POW استفاده از رایانه های کوانتومی برای سرعت بخشیدن به فرآیند معدن است. باز هم ، این فناوری مسیری طولانی از در دسترس بودن است. با این حال ، اگر کسی بتواند نرخ بیت کوین یا سایر ارزهای رمزنگاری شده را وارد گردش کند ، می تواند خطر امنیتی قابل توجهی را ایجاد کند. همچنین ، تمرکز قدرت هش می تواند حمله 51 ٪ را آسانتر کند. بنابراین ، در پاسخ به این سؤال "آیا محاسبه کوانتومی تهدیدی برای بیت کوین است؟" ، که امروز تهدید کمی ایجاد می کند ممکن است فردا یک تهدید مهم باشد.

محاسبات کوانتومی و blockchain - خلاصه

روی کاغذ، محاسبات کوانتومی این پتانسیل را دارد که امنیت بلاک چین را به خطر بیندازد. با این حال، پیشرفت های تکنولوژیکی لازم برای تبدیل شدن به یک موضوع واقعی در زندگی، ظاهراً هنوز چندین سال است. با این وجود، محاسبات کوانتومی از نظر تئوری می تواند به ماشین هایی اجازه دهد که به اندازه کافی قدرتمند باشند تا شبکه بیت کوین را بشکنند.

با در نظر گرفتن این موضوع، بسیاری از توسعه دهندگان بلاک چین نقشه راه های پس کوانتومی را شروع کرده اند. همچنین، تنظیم کننده ها مشتاق هستند تا اقدامات حفاظتی را برای محدود کردن توانایی های هکرهای کوانتومی بررسی کنند. با این حال، ظهور محاسبات کوانتومی یک تهدید واقعی برای امنیت شبکه های بلاک چین است. توسعه دهندگان باید اطمینان حاصل کنند که با زمان های در حال تغییر همگام هستند تا این تهدیدات امنیتی بالقوه را از محاسبات کوانتومی کاهش دهند. علاوه بر این، پروتکل ها ممکن است نیاز به پیاده سازی کدگذاری پس کوانتومی را قبل از ظهور تهدیدات مهم داشته باشند.

هر دو حوزه محاسبات کوانتومی و بلاک چین با سرعت سرسام آوری در حال توسعه هستند. به این ترتیب، نمی توان با اطمینان گفت که آیا بلاک چین ها در حال حاضر در برابر حملات کوانتومی ایمن هستند یا خیر. با این وجود، اگر جامعه کریپتو از فناوری های حفاظتی ساخته شده برای جلوگیری از این حملات استفاده کند، تهدید فوری محاسبات کوانتومی کم خواهد ماند. این امر به ویژه مهم است زیرا امنیت رمزنگاری در قلب صنعت Web3 قرار دارد. همچنین ارزش این را دارد که در نظر بگیریم که کتاب های تاریخ کریپتو مملو از موانع تکنولوژیکی هستند که قبلاً برطرف شده اند. به این ترتیب، تعداد کمی از جوامع به اندازه جامعه بلاک چین برای تهدید حملات محاسباتی کوانتومی مجهز هستند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تهدیدات بلاک چین بیت کوین، دوره آسیب پذیری بیت کوین را در آکادمی مورالیس بررسی کنید. علاوه بر این، دوره امنیت قرارداد هوشمند اتریوم را بررسی کنید تا یاد بگیرید چگونه از هک قراردادهای هوشمند محافظت کنید! آموزش بلاک چین خود را امروز با آکادمی مورالیس آغاز کنید. همچنین، برای گسترش بیشتر دانش بلاک چین، مقاله های «چرا توسعه وب 3 را یاد بگیریم» و «کریپتو با پشتوانه طلا» ما را بررسی کنید!