Coinbase utforsker post-kvantkryptering for blockchain

Kvantdatamaskiner forventes å bli bygget i en størrelse som er kommersielt nyttig i løpet av få år, fra kanskje bare 2028 til midten av 2030-årene, avhengig av estimatet og den nøyaktige kapasiteten som mål.

Dette vil være flott for å løse ekstremt komplekse matematiske problemer for å løse spørsmål om materialvitenskap i halvledere, luftfart, batteri eller løse proteiner 3D-konfigurasjon, eller oppdage nye livreddende legemidler.

Men samme kapasitet kunne brukes til å bryte krypteringsmetoder som den moderne verden er bygget på. Dette er grunnen til at, for eksempel, alle større amerikanske banker blir tvunget til å øke sine adopsjonsrater av gitterbasert kryptografi, en metode som antas å være kvantum-bevis.

På samme måte kunne kryptovalutaer være i fare hvis krypteringen som gjør krypto så sikker plutselig kunne brytes.

Dette er spesielt problematisk siden fremtidige kvantdatorer kunne bryte krypteringen av data som i dag samles inn, selv om de fortsatt er ubrytelige, men kunne dekodes senere, en metode kalt “Høst nå, dekrypter senere” (HNDL).

I denne sammenhengen flytter de ledende aktørene i blockchain og kryptovalutaer raskt for å forberede seg på den eventuelle oppblomstringen av kvantdatorer.

En av dem er Coinbase, som publiserte sin rapport “Kvantdatamaskiner og blockchain” som omhandler disse bekymringene og ser på mulige løsninger som blockchain-samfunnet kunne og burde adoptere i tide for å unngå noen virkelige sikkerhetsproblemer.

“Vi har høy tillit til at en stor skala, feiltolerant kvantdator (FTQC) til slutt vil bli bygget. Som sådan må blockchains og det videre kryptografiske økosystemet forberede seg på denne begivenheten.”

Coinbases kvantumrapportoversikt

I oversikten over denne rapporten, begynner Coinbase med å minne på at National Institute of Standards and Technology (NIST) anbefaler at post-kvante (PQ) migrasjoner bør utføres innen 2035. Det peker også på at denne tidsplanen for forberedelse, som bare lar 9 år, kan være optimistisk.

“Vi er ikke sikre på at kryptografisk relevante kvantdatorer (CRQC) ikke vil eksistere før 2035 eller senere, siden ny forskning åpner muligheten for at tidsplanen kan være kortere.”

Rapporten er delt inn i 6 store segmenter pluss en annex av “ytterligere lesning”, som dekker emnet omfattende:

1. Kvantdatamaskinoversikt og den nåværende tilstanden.
2. Post-kvantkryptografi (PQC).
3. Post-kvantkryptografi og konsensuslaget.
4. Post-kvantkryptografi og eksekveringslaget.
5. Post-kvantplaner for større blockchains.
6. Post-kvantsikkerhet utover signing.

Kvantdatamaskinoversikt

Denne første delen resumerer hva en kvantdator er, hva den kan gjøre, og hvordan teknologien har fremmet så langt.

Kort sagt, kvantdatorer bruker superposisjon og andre kvanteffekter for å øke datamaskinens kraft eksponentielt for hver ekstra “qubit” (den kvantekvivalenten til vanlige datamaskinbiter), i stedet for lineært.

“Kraften til kvantdatorer er direkte relatert til det faktum at, for å beskrive en superposisjon med N qubit, trenger man en liste over 2^N parametre. Når (sier) N=1000, er dette allerede flere parametre enn det som kunne skrives ned i det observerbare universet.”

Som nevnt, en slik datamaskin ville være ideal for simuleringer av den fysiske verden og bryte kryptering. Den kunne også brukes til å trene AI mer effektivt, et tema vi tidligere har dekket i vår artikkel “Har kvantdatorer en første virkelig brukssak?“.

Hovedbegrensningen i å bygge en kvantdator er maskinvaren, som er usedvanlig vanskelig å produsere og å holde i en kvante tilstand lenge nok til at qubitene kan være pålitelige og utføre noen nyttig beregning.