Кубити и блокчејн

Сваки пут када изађе нова вест о Google-у, IBM-у или неком новом суперпроводном кубиту, из всех рупа почињу да излазе експерти са изјавама:

«Биткоину је крај».
«Блокчејн ће бити пробијен».
«Крипта ће умрети».

Глупост.

При чему глупост одмах на неколико нивоа.

Пре свега, већина људи уопште не разуме шта тачно у блокчејну може бити нападнуто квантним рачунањем.

Хеш функције SHA-256 и Keccak не «ломе се» Шоровим алгоритмом. За њих постоји само Гроверов алгоритам који даје квадратно убрзање претраге.

То јест, уместо 2²⁵⁶ операција биће потребно приближно 2¹²⁸.

Да, то је веома много. Али 2¹²⁸ је и даље толико астрономска величина да практични напад остаје ван граница разумног.

Прави проблем лежи на сасвим другом месту.

ECDSA.

Управо су дигитални потписи потенцијално рањиво место већине блокчејнова.

Шоров алгоритам омогућава ефикасно решавање проблема дискретног логаритмовања на елиптичким кривама. За класични рачунар овај проблем је експоненцијалан, а на довољно моћном квантном рачунару проблем постаје полиномијалан.

И овде почиње најзанимљивије.

Већина људи мисли да то аутоматски значи смрт биткоина.

Не.

Пре свега, у Bitcoin-у адреса и јавни кључ су различите ствари.

Док се средства налазе на P2PKH адреси и нисте нисуд потрашили новчиће, јавни кључ уопште није познат мрежи.

У блокчејну се чува само:

HASH160(pubkey)

То јест, најпре нападач мора да добије јавни кључ.

Он се појављује само у тренутку трошења средстава.

Фактички настаје прозор напада између емитовања трансакције и њеног укључивања у блок.

Данас он износи минуте.

Да би украо средства, квантни рачунар мора да:

1. Добије трансакцију из mempool-а.
2. Извуче јавни кључ.
3. Покрене Шоров алгоритам.
4. Обнови приватни кључ.
5. Потпише сопствену трансакцију.
6. Успе да је укључи пре оригиналне.

Ако човечанство икада направи машину способну да уради овако нешто за неколико минута, верујте ми, блокчејн ће бити наш најмањи проблем.

Зато што ће у том тренутку пасти уопште читава савремена инфраструктура.

TLS.
SSH.
PGP.
VPN.
Корпоративни PKI.
Електронски потписи држава.
Банкарски HSM.
Половина војне везе.

Читав интернет ће се претворити у бундеву.

И овде је посебно смешно посматрати људе који кажу:

«Квантни рачунари ће убити криптовалуте».

Не.

Они ће убити уопште читаву савремену криптографију.

При чему ће банке настрадати знатно више.

Зато што се блокчејн може ажурирати хардфорком.

Може се заменити ECDSA са CRYSTALS-Dilithium, Falcon или SPHINCS+.

Могу се увести хибридне шеме потписа.

Може се постепено мигрирати UTXO.

Али ажурирати милијарде уграђених уређаја, старе индустријске контролере, војну технику, сателите, банкарске HSM, IoT уређаје и корпоративни легаси код — то је већ потпуно други ниво пакла.

Али постоји проблем много занимљивији.

Сви из неког разлога посматрају квантне рачунаре искључиво као средство за проваљивање.

То је изузетно примитиван поглед.

Права револуција почеће тада када се појаве машине способне да убрзају одређене класе оптимизационих задатака.

Оптимизација портфолија.

Логистика.

Претрага екстремума.

Моделирање материјала.

Криптоанализа.

Обука неких класа модела.

Решавање задатака комбинаторне оптимизације.

Замислите фонд који је способан да прорачунава тржиште бар за неколико редова величине брже од конкурената.

Замислите творца тржишта који је способан да оптимизује хиљаде стратегија истовремено.

Замислите државу која добија асиметричну предност у криптоанализи.

Е то је већ прави кошмар.

Зато што се расподељеност света не држи на демократији нити на хуманизму.

Она се држи на томе да су рачунарски ресурси мање-више доступни свима.

Да, неко има више сервера.

Да, неко има више новца.

Али фундаментално било који човек може да преузме Linux, подигне Bitcoin чвор, напише свој мотор у Rust-у или Python-у и игра приближно по истим правилима.

Квантно рачунање потенцијално може то да сломи.

Ако се појави технологија доступна неколицини држава и неколицини корпорација, онда по први пут после дуго времена може настати прави рачунарски феудализам.

Нова технолошка аристократија.

Не власници земље.

Не власници фабрика.

Већ власници рачунања.

И тада ће проблем проваљивања неколико крипто новчаника изгледати приближно исто толико апсурдно као расправа о цени свећа током пада Римског царства.

До тог тренутка је, међутим, још увек веома далеко.

Савремени квантни рачунари по свом нивоу развоја подсећају на рачунаре из педесетих година.

Лепе лабораторијске играчке.

Хиљаде инжењерских проблема.

Шумни кубити.

Застрашујуће време кохеренције.

Огромни захтеви за корекцију грешака.

За пробијање secp256k1 процене обично иду на милионе физичких кубита и огромну количину логичких операција.

То није питање наредних година.

Можда чак ни питање наредних деценија.

Али када се то ипак догоди, човечанство ће се суочити не са кризом криптовалута.

Оно ће се суочити са кризом саме идеје дигиталног поверења.

Зато што смо последњих педесет година градили цивилизацију полазећи од претпоставке да су неки математички задаци рачунарски нерешиви.

И ако се једног дана испостави да то више није тако, мораће се преписати практично читав дигитални свет од нуле.