Computer quantistici contro mining Cripto : separare i fatti dalla finzione

I computer quantistici sono macchine speciali in grado di eseguire determinati calcoli in modo significativamente più veloce rispetto ai computer comuni, noti come “computer classici”, e rappresentano la prossima frontiera nella Tecnologie informatica.

Negli ultimi anni, sono cresciuti i timori che questi computer superiori possano alla fine essere utilizzati per elaborare calcoliestrazione di Criptocalcoli necessari per generare nuovi blocchi.

Questo pezzo fa parte di CoinDeskSettimana mineraria.

Se ciò dovesse accadere, la preoccupazione è che coloro che utilizzano i computer quantistici potrebbero, in teoria, ottenere un vantaggio significativo su tutti gli altri minatori del mondo.rete blockchain, minacciando la decentralizzazione e la sicurezza diprova di lavoroblockchain comeBitcoin E LitecoinPer non parlare del fatto che guadagnano la stragrande maggioranza del restantericompense in blocco.

Cos'è l'informatica quantistica?

Per capire come funzionano i computer quantistici, devi prima capire che i computer classici, come ONE che hai a casa o che usi per lavoro, rappresentano tutti i bit di dati come ONE di due stati, 0 o 1. Questo è noto come codice binario.

Collegando insieme 0 e 1, diventa possibile eseguire calcoli più complessi e memorizzare dati più complessi. Ma anche collegando insieme 0 e 1, i computer classici sono ancora limitati nelle loro capacità di elaborazione e possono eseguire soloONE calcolo alla volta.

I computer quantistici, d'altro canto, possono eseguire calcoli simultanei grazie all'uso di bit quantistici, noti anche come "qubit". Invece di rappresentare i dati in due stati, 0 o 1, i qubit possono rappresentare i dati in tre stati: 0, 1 o entrambi. Questo è noto come "sovrapposizione".

Ricordare Il gatto di Schrödinger? Questo è ONE degli esempi più popolari di sovrapposizione quantistica, in cui un gatto lasciato in una scatola non può essere né morto né vivo. È considerato entrambe le cose.

Continua a leggere: Perché alcuni sviluppatori Bitcoin affermano che i laser possono ridurre i costi energetici del mining

Fornendo un numero maggiore di stati, i computer quantistici hanno la capacità di eseguire calcoli esponenzialmente più grandi. Ma ci sono una serie di avvertenze significative per questa Tecnologie, che esploreremo più avanti.

Quali minacce rappresentano i computer quantistici per il mining Cripto ?

Un articolo pubblicato di recentearticolo accademico in AVS Quantum Science intitolato "L'impatto delle specifiche hardware sul raggiungimento del vantaggio quantistico nel regime di tolleranza ai guasti" ha delineato due minacce chiave poste dal calcolo quantistico al mining Cripto , in particolare al mining Bitcoin (BTC), e all'ecosistema più ampio.

• Minaccia al meccanismo di consenso proof-of-work.
• Minaccia alla crittografia a curva ellittica delle firme digitali.

La minaccia dei computer quantistici alle blockchain proof-of-work

IL meccanismo di consenso proof-of-worksi riferisce al sistema speciale che alcune blockchain impiegano per selezionare partecipanti onesti che svolgano l'importante ruolo di proporre nuovi blocchi di dati di transazione da aggiungere alla blockchain. Poiché non esiste un'unica autorità che governi una blockchain, questa deve fare affidamento su un sistema automatizzato codificato nel protocollo per filtrare gli utenti disonesti che potrebbero tentare di corrompere la blockchain con transazioni non valide.

I computer quantistici hanno la capacità di eseguire calcoli più complessi rispetto ad altri tipi di macchine specializzate, e quindi la preoccupazione ovvia è che potrebbero dominare la concorrenza basata sul mining. Tuttavia, secondo gli autori del documento, tale minaccia è considerata minima a causa della natura del tempo di ciclo di clock notevolmente più lento dei computer quantistici rispetto aminatori di circuiti integrati specifici per applicazione (ASIC)

"È improbabile che l'accelerazione algoritmica compensi i tempi di ciclo di clock notevolmente più lenti rispetto allo stato dell'arte dell'informatica classica nel prossimo futuro", secondo il documento.

Ma come possono i computer quantistici avere tempi di ciclo di clock più lenti ma elaborare più calcoli rispetto ai computer classici? Secondo Macauley Coggins, fondatore diCalcolo quantistico Regno Unito, ha a che fare con la capacità di un computer quantistico di elaborare calcoli simultaneamente:

"La potenza del calcolo quantistico T risiede nel fatto che è più veloce, ovvero, in velocità di clock più elevate, ma nel fatto che può utilizzare il parallelismo quantistico. È lì che ogni singola combinazione di un problema può essere [calcolata] in parallelo."

Infatti, gli informatici in un altro articolo accademico intitolato “Vulnerabilità delle tecnologie blockchain agli attacchi quantistici,” pubblicato su ScienceDirect, ha suggerito che potrebbe volerci fino al 2028 prima che i computer quantistici siano abbastanza sofisticati da superare l'attuale Tecnologie dei chip ASIC ed eseguire un attacco di maggioranza su una rete blockchain. Questo senza prendere in considerazione eventuali futuri miglioramenti della Tecnologie dei chip ASIC entro quella data.

“I nostri calcoli basati sulla Tecnologie ASIC attuale, così come quelli di altri autori [2,3], hanno fissato la data più probabile in cui questo tipo di attacco sarà possibile al 2028. Tuttavia, i progressi nella Tecnologie ASIC probabilmente sposteranno questa data molto più avanti", secondo lo studio in ScienceDirect.

Continua a leggere: Cos'è il Cryptojacking? Come proteggersi dal malware Cripto Mining

Cracking della crittografia a chiave pubblica-privata utilizzando i computer quantistici

Entrambi gli articoli concordano sul fatto che la minaccia più grande posta dai computer quantistici alle Cripto non è il mining, ma la violazione del "Algoritmo di firma digitale a curva ellittica," o ECDSA, che viene utilizzato da Bitcoin e un la stragrande maggioranza delle altre principali criptovalute.

ECDSA è il sistema crittografico utilizzato per generare chiavi pubbliche e private collegate matematicamente, ovvero gli strumenti digitali necessari per inviare e ricevere Criptovaluta e per dimostrare chi possiede le risorse contenute in un portafoglio Cripto .

Rompere questa forma di crittografia significherebbe che una persona potrebbe accertare la chiave privata di qualcuno dalla chiave pubblica di quella persona, che viene liberamente trasmessa all'intera rete ogni volta che quel portafoglio effettua una transazione. Accedere a una chiave privata è come identificare la password di una persona e darebbe all'attaccante il controllo completo su tutti i fondi detenuti nell'indirizzo del portafoglio.

"Se la stessa coppia di chiavi pubblica/privata viene utilizzata per contenere i Bitcoin degli utenti dopo che la chiave pubblica diventa di dominio pubblico, tutti i fondi protetti dalla coppia di chiavi saranno vulnerabili. Tuttavia, bisogna anche considerare che i portafogli Bitcoin tendono a non utilizzare ripetutamente le stesse coppie di chiavi", secondo l'articolo in AVS Quantum Science.

Quindi quanti qubit ci vorrebbero per rompere l'algoritmo della curva ellittica? Secondo il paper di AVS Quantum Science, parecchi:

"... Ci vorrebbero 317 × 106 qubit fisici per rompere la crittografia entro ONE con un tempo di ciclo del codice di 1 μs. Per romperla entro 10 min con lo stesso tempo di ciclo del codice, ci vorrebbero 1,9 × 109 qubit fisici, mentre per romperla entro 1 giorno, ci vorrebbero solo 13 × 106 qubit fisici."

Principali problemi che affliggono la Tecnologie del calcolo quantistico

Sebbene i computer quantistici siano già una realtà, la Tecnologie è ancora in una fase iniziale.

Il processore quantistico di IBM,soprannominato "Aquila",è considerato il sistema di calcolo quantistico più potente al mondo fino ad oggi, contenente 127 qubit. Ben lontano dai 1,9 miliardi di qubit stimati necessari per violare l'ECDSA in 10 minuti.

Aggiungere più qubit non è affatto così semplice come sembra. Tutto si riduce a un fattore enormemente limitante noto come "rumore quantistico". Il termine si riferisce a qualsiasi tipo di sottile cambiamento ambientale che può influenzare le prestazioni di un qubit. Infatti, la più piccola delle vibrazioni o fluttuazioni nelle WAVES temperate o elettromagnetiche può causare qualcosa noto come "decoerenza", rendendo i qubit incapaci di eseguire un singolo calcolo. Il problema diventa sempre più persistente quanto più qubit sono coinvolti.

È questa sensibilità ai fattori esterni che inibisce in modo significativo il progresso dei computer quantistici e fa sì che sia improbabile che diventino una minaccia importante per il mining Criptovaluta o per la crittografia sottostante che protegge le transazioni finché questo problema non verrà risolto.

Gli sforzi sono diretti alla creazione di computer quantistici-classici ibridi, nonché alla creazione di software per ridurre al minimo il disturbo causato dal rumore quantistico. Ma questo T affronta un altro problema critico affrontato dai computer quantistici.

A differenza dei computer classici, è incredibilmente difficile rimuovere gli errori quando si eseguono calcoli su un computer quantistico a causa della natura lineare dei calcoli quantistici. Il controllo dei qubit per errori può potenzialmente interromperne lo stato o la sovrapposizione, distorcendo i risultati.

Ci sono stati, tuttavia, una serie di progressi nella correzione degli errori quantistici, vale a dire qualcosa chiamatoCodice Bacon-Shorsviluppato dal fisicoCristoforo Monroee un certo numero di ricercatori dell'Università del Maryland. Ma ancora una volta, si stima che questo tipo di correzione degli errori richieda un computer quantistico che vanti almeno 1.300 qubit, ovvero più di 10 volte il numero di qubit presenti nel processore Eagle di IBM.

Allo stato attuale, anche se ONE giorno i computer quantistici potrebbero avere la capacità di indebolire gravemente il mining Cripto e l'integrità delle reti basate su blockchain, la Tecnologie attuale è ben lungi dall'essere sufficientemente sofisticata da destare serie preoccupazioni.

Ulteriori letture dal Mining Week di CoinDesk

Dopo un divieto di breve durata, la città di New York deve ancora fare i conti con i minatori Cripto della porta accanto

Le città degli Stati Uniti stanno lottando con il significato di avere attività di mining Criptovaluta nelle loro comunità. Plattsburgh offre un caso di studio che fa riflettere.

La Bielorussia attirerà i minatori Cripto tra sanzioni e guerra tra Russia e Ucraina?

Nonostante le favorevoli condizioni commerciali, l'ambiente politico di un paese può scoraggiare il capitale internazionale. Questo pezzo fa parte della Mining Week di CoinDesk

Che aspetto ha una Cripto mining FARM ? Foto sorprendenti dalla Siberia alla Spagna

I reporter CoinDesk hanno viaggiato in Europa, Asia e Nord America per catturare la diversità delle strutture di mining Criptovaluta . Questo pezzo fa parte della Mining Week di CoinDesk.