A blokkláncok kvantumbiztosítása

A kvantumfizika felhasználása a kriptovaluták és a blokklánc-könyvelések biztosításához a jövőben:

A kvantumszámítógépek jövőbeni fenyegetést jelentenek a blokklánc-könyveket és a kriptováltozókat illetően, a közelmúltban vettem részt a Quantum Computing Blockchain rendezvényen, ahol megvitatták, hogy a kvantumszámítógépek miért és hogyan okozhatnak nagy fenyegetést a blokkláncokra. Ezután ezt a problémát a kezembe vettem. Sok kutatási irat, kávé és sok akadály révén kutattam és megtaláltam a módját ezeknek a főkönyveknek a biztosítására.

Kriptográfia a Bitcoin-ban

Mint mindannyian tudják, a kriptovaluták blockchain rendszert használnak. Például a bitcoin.

  • a bitcoin-vevő megosztja a nyilvános kulcsot a feladóval. a nyilvános kulcs megfelel a pénztárca címeinek, ami nem jelent problémát, ha másoknak vannak kitéve. A bitcoin használatához a bitcoin-tulajdonosnak a magánkulcsot kell használnia.
  • Ha valaki más megtalálja a privát kulcsot, akkor hozzáférhet ehhez a bitcoinhoz. A magánkulcsokat védik az olyan algoritmusoktól, amelyek nagyszámú elsődleges faktorizáció nehézségét igénylik. A létező szuper számítógépek még ezeket sem tudják megoldani, azonban a kvantumszámítógép néhány perc alatt kiszámolhatja a magánkulcsot egy nyilvános kulcsból.
  • Elméletileg, ha a kvantumszámítógép megtalálja a magánkulcsokat, akkor hozzáférhet az összes bitcoinhoz. Ezért kell ma kvantumszámítógépeket biztosítanunk, mivel ezek a közeljövőben nyilvánosan elérhetők lesznek.
a bitcoin által használt algoritmus

A Bitcoin és sok más kriptovaluta egy Secure Hash algoritmust (SHA) használ. A hash egy olyan funkció által elért érték, amely az önkényes hosszúságú adatokat rögzített hosszúságú adatokké konvertálja.

Mivel a hash-függvény determinisztikus, az eredeti adatok eltérnek, ha a két hash-érték eltér.

Ezzel egyidejűleg a hash-funkció nem egy egy funkció, ezért még ha hasonló hash-értékkel is rendelkezik, akkor nem garantálja, hogy az eredeti bemeneti adatok megegyeznek.

Ez azt jelenti, hogy még a bemeneti adatok megváltozása esetén is a hash-érték jelentősen megváltozik.

Mi az SHA vagy az ECDSA?

Visszatérve az SHA-hoz, az SHA funkció egy kivonat-funkciók halmazát képviseli, amelyek egymással kapcsolatban állnak. Ezért az első funkciót SHA-nak hívják, de SHA-0-nak is hívják, hogy megkülönböztesse a jövőben kijelölt funkcióktól, néhány évvel később bejelentették az SHA-1-et, amely az SHA-0 egyik változata, és többféle változata is volt bejelentették: SHA-224, SHA-256, SHA-384 és SHA-512. Az SHA-1 a leggyakrabban használt. A jelenlegi bitocin az SHA-256-tól is függ, bár az SHA-256 meglehetősen biztonságos, a kvantumszámítógép ezt könnyedén képes visszafejteni.

Megoldás:

Eleinte megpróbáltam valami kicsivel megvédeni annak kipróbálását, hogy valóban működik-e ez a folyamat, ezért felépítettem egy ERC20 tokent, amelyet az ethereum blokkláncra telepítettem. Ebben a folyamatban arra is kihívást jelentettem, hogy találjam meg az utat, amely különbözik attól, hogy az IOTA hogyan kezelje ezt a problémát. Néhány kriptovaluta egy lépéssel a játék előtt van. Az Iota egy érme, amely Winternitz OTS vagy Lamport Signatures nevű nevét használja az aláírásainak kvantumelemzéshez való védelme érdekében. Ez a rendszer megakadályozza az ügyletek hamisítását. Elég nagy hash-funkcióval még a kvantumszámítógépek sem tudják megtörni a biztonságot. A lényeg az, hogy minden cím csak egyszer használható fel, ami csökkenti a kvantumbiztosság hatékonyságát.

Az Iota kvantumbiztos protokollja, a Tangle, amely ellentétesen intuitív módon növeli a tranzakció sebességét, mivel egyre több felhasználó érkezik a hálózatra. A hálózaton keresztül végrehajtott tranzakció feladójának ellenőriznie kell a hálózat két másik tranzakcióját.

Sokkal hatékonyabb módszer van: Ezt egy XMSS-sel valósították meg, amely kiterjesztett Merkle aláírási séma. Ez a kriptográfiai módszer biztonságos platformot biztosít a kvantumszámításos csapdák ellen. Ez különbözik a többi kriptográfiai módszertől, mivel egyszeri aláírást használ, amelyet csak egy kulccsal lehet társítani, kiegészítve a főkönyvi biztonságot, ezeket a kulcsokat igény szerint állítják elő, amely biztosítja az előre közvetített támadásokat. Ez határozottan nem az egyetlen módja annak, hogy biztosítsák a blokkláncot a kvantumszámítógépektől, azonban határozottan a leghatékonyabb, mivel egy hash alapú aláírási rendszer, amely szintén teszi a Shor algoritmusának bizonyosságát.

Ezenkívül egy véletlenszerűen generált magkulcsot hoznak létre, amely további réteget és biztonsági szintet kínál. Ebből a magból véletlenszerűen létrehozunk ál-véletlenszerű kulcskészletet. Az XMSS cím tehát a pénztárca nyilvános kulcsából származik, amely magot és magot is tartalmaz. Különböző pénztárcák és különböző csomópontok annyi variációt hozhatnak létre az XMSS gyökérében vagy fájában, amely lehetővé teszi a végtelen számú egyedi cím generálását is

Íme egy egyszerű magyarázat a működésről:

Jelenleg szinte minden kriptovaluta, mint például a Bitcoin, nem kvantumbiztos. A Shor algoritmusa, amely kvantumszámítógépen fut, könnyen áttörheti azokat a kriptográfiai algoritmeket, amelyeket manapság a legtöbb blokklánc és a kriptográfia védelmére használnak, egy fő jellemző miatt, a jelenlegi kriptográfiai módszereknek 1 fő faktorizációja van.

A kvantumszámítógépek exponenciális fejlődésével a blokklánc-ipar veszélybe kerül. A kiterjesztett Merkle fa aláírási séma segítségével rendkívül nehéz a kvantum-számítógép feltörni ezt a titkosítást, mivel a létrehozott értékek fája rendkívül összetett és véletlenszerű abban az értelemben, hogy még a kvantumszámítógép sem képes megtörni.

Végül:

Remélem tetszett ez a cikk! Szuper szenvedélyes blokklánc-technológia vagyok (ha meg tudod mondani az utolsó hozzászólásaimból), és határozottan gondolom, hogy ez szerepet fog játszani a jövőnkben. Mielőtt elmész, kérlek:

  1. Tapsol erre a posztra
  2. Oszd meg a barátaiddal
  3. Kövessen engem a LinkedIn-en és a Mediumon, hogy mindig naprakészek lehessen a technológiai erőfeszítéseimmel.

Kösz!

Forráskód: https://github.com/Samarth2902/Quantum-Proof-Blockchain