อธิบายโทเค็นที่กันควอนตัม

โทเค็นที่ต้านทานทางควอนตัมใช้วิธีการเข้ารหัสลับขั้นสูงเพื่อป้องกันการใช้พลังงานที่มีทางด้านควอนตัมที่ทรงพลัง

โทเค็นที่ต้านทานควอนตัมเป็นรุ่นใหม่ของสกุลเงินดิจิตอลที่สร้างขึ้นเพื่อแก้ไขช่องโหว่ที่ถูกกำหนดโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมสกุลเงินดิจิตอลแบบดั้งเดิม, เช่น Bitcoin

BTCและเอเธอร์ETHในการพึ่งพาแบบวงกลม (ECC) ซึ่งปลอดภัยต่อคอมพิวเตอร์คลาสสิค แต่เป็นอันตรายต่ออัลกอริทึมควอนตัมเช่น Shor's Algorithm อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่เป็นไปได้เป็นปัญหาสำหรับอนาคต

ECC จะพึงพิจารณาถึงปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน เช่น การค้นหาคีย์ส่วนตัวจากคีย์สาธารณะ (ปัญหาลอการิทึมเลขเชิงกฎ) การแก้ไขปัญหานี้จะใช้เวลานานเกินไปในคอมพิวเตอร์มาตรฐาน ดังนั้นถือว่าปลอดภัย

แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถใช้อัลกอริทึมของชอร์ (Shor's Algorithm) เพื่อแก้ปัญหานี้ได้อย่างรวดเร็วมาก ๆ พวกเขาอาจค้นพบคีย์ส่วนตัวจากคีย์สาธารณะได้อย่างรวดเร็วเป็นเพียงส่วนเล็กของเวลา และทำให้ระบบเสียความปลอดภัย

เพื่อต้านการกระทำนี้ โทเค็นที่ต้านควอนตัมจะนำมาใช้อัลกอริทึมการเข้ารหัสหลังควอนตัม เช่นการใช้ระบบเข้ารหัสแบบเลททิศและระบบลายเซ็นเนเจอร์ที่ใช้ฮาชที่ไม่สามารถแก้ปัญหาได้โดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งยืนยันความปลอดภัยที่แข็งแกร่งสำหรับกุญแจส่วนตัว เซ็นเนเจอร์ดิจิตอลและโปรโตคอลเครือข่าย

การคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เป็นอุปสรรคของเหรียญสกุลดิจิตอล

พลังการคำนวณควอนตัมที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้โปรโตคอลทางกลวิธีเข้ารหัสปัจจุบันไม่ได้มีประสิทธิภาพ ที่อาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของเครือข่ายบล็อกเชน

พลังการคำนวณที่ไม่เทียบเท่า

คอมพิวเตอร์ควอนตัมแทนความสามารถในการคำนวณที่สำคัญ ไม่เหมือนคอมพิวเตอร์ดั้งเดิมที่ประมวลผลข้อมูลเป็นไบนารี (0 และ 1) คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้คิวบิตซึ่งสามารถอยู่ในสถานะหลายสถานะพร้อมกันได้ เนื่องจากปรากฏการณ์ควอนตัมเช่น ซูเปอร์พอสิชันและการผูกข้อมูล

ทำลายการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ

อันตรายที่สำคัญที่สุดอยู่ในศักยภาพในการทำลายรหัสสาธารณะ, ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของความปลอดภัยบล็อกเชนการเข้ารหัสแบบกุญแจสาธารณะเชื่อในสองคีย์ — คีย์สาธารณะที่ใครก็สามารถเข้าถึงได้ และคีย์ส่วนตัวที่รู้จักโดยเฉพาะเจ้าของเท่านั้น

ความแข็งแกร่งของระบบนี้ขึ้นอยู่กับปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ไม่สามารถแก้ไขด้วยคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิคภายในเวลาที่เหมาะสมได้:

• การเข้ารหัส RSA: พึ่งพาความยากลำบากในการแยกตัวเลขสมบูรณ์ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นงานที่อาจใช้เวลาคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิคหลายพันปีสำหรับกุญแจขนาดใหญ่เพียงพอ
• การเข้ารหัสโค้ชวงเวลาแบบวงรี (ECC): ใช้โดย Bitcoin, Ethereum และบล็อกเชนที่ทันสมัยส่วนใหญ่ มันเชื่อมั่นในการแก้ปัญหาลอการิทึมได้ทันที ซึ่งเป็นงานที่คำนวณอย่างหนัก

Quantum computers equipped with Shor’sอัลกอริทึมสามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วมากขึ้นเป็นอย่างมาก เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแยกปัจจัยของกุญแจ RSA ขนาด 2048 บิตในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งงานนี้จะใช้เวลาอย่างมากกับคอมพิวเตอร์ซูเปอร์คลาสสิก

ไทม์ไลน์ของความเสี่ยง

การวิจัยจากสถาบันความเสี่ยงระดับโลก (GRI) ประมาณว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำลายมาตรฐานการเข้ารหัสปัจจุบันได้อาจเกิดขึ้นภายใน 10 ถึง 20 ปีข้างหน้า ความเร่งด่วนนี้มีความสำคัญอย่างมากเนื่องจากความก้าวหน้า เช่นของ Google's โปรเซสเซอร์จำนวนควอนตัม Willow, ซึ่งได้รับความก้าวหน้าถึงขั้น 105 qubits ล่าสุด อย่างไรก็ตาม Willow ยังไม่สามารถทำลายการเข้ารหัสได้ การพัฒนาของมันแสดงให้เห็นถึงความคืบหน้าอย่างรวดเร็วสู่ระบบควอนตัมที่มีกำลังมากยิ่งขึ้น

วิธีการทำให้เหรียญที่ต้านทานทางควอนตัมทำงาน

โทเค็นที่ต้านทานควอนตัม พึ่งพากับอัลกอริทึมทางคริปโตที่ถูกออกแบบมาเพื่อทนทานกำลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ความสำคัญของโทเค็นที่สามารถต้านทานความรุนแรงของควอนตัมอยู่ในการใช้ของอัลกอริทึมทางคริปโตที่ออกแบบเพื่อรับมือกับการโจมตีทางคอมพิวเตอร์ทั้งแบบคลาสสิกและควอนตัม เพื่อให้ทนทานเมื่อเจอการโจมตีทางคอมพิวเตอร์ ด้านล่างคือเทคนิคหลักบางอย่างที่ใช้

การเข้ารหัสที่ใช้เครือข่ายตาราง

สวมชุมเป็นการเขียนรหัสแบบเชิงเล็กนี้เป็นเหมือนเส้นกริด 3 มิติขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยจุดเล็กมากพันล้าน ความท้าทายคือการค้นหาเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างจุดสองจุดบนกริดนี้ - ปริศนาที่ซับซ้อนถึงขนาดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ยังต้องการแก้ปัญหา. นี่คือฐานของการเขียนรหัสแบบเชิงเล็กนี้

อัลกอริทึมเช่น CRYSTALS-Kyber และ CRYSTALS-Dilithium เป็นเหมือนกุญแจที่แข็งแกร่งมากเช่นกัน พวกเขามีประสิทธิภาพ (ใช้งานได้เร็ว) และไม่ใช้พื้นที่มากนัก ทำให้เหมาะสำหรับเครือข่ายบล็อกเชน

การเข้ารหัสแบบแฮช

การใช้รหัสวิเคราะห์ที่ใช้รหัสฮาชเพื่อทำงานเหมือนนิ้วมือที่ไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละธุรกรรม การเกิดของรหัสฮาชคือสตริงของตัวเลขและตัวอักษรที่สร้างจากข้อมูลและไม่สามารถกลับไปสู่รูปแบบต้นฉบับของมันได้ ตัวอย่างเช่น Quantum Resistant Ledger (QRL) ใช้XMSSเพื่อรักษาความปลอดภัยในธุรกรรม โดยให้ตัวอย่างที่เป็นปฏิบัติและดำเนินการของความต้านทานควอนตัมที่อ้างอิงตามแฮช

การเขียนรหัสผ่านทางรหัส

วิธีนี้ทํางานเหมือนซ่อนข้อความภายในสัญญาณวิทยุที่มีเสียงดัง เฉพาะผู้ที่มีคีย์ส่วนตัวเท่านั้นที่สามารถ "ปรับแต่ง" และถอดรหัสข้อความได้ ระบบการเข้ารหัสลับ McEliece ทําสิ่งนี้ได้สําเร็จมานานกว่า 40 ปีทําให้เป็นหนึ่งในวิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดสําหรับการเข้ารหัสอีเมล ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือ "สัญญาณวิทยุ" (ขนาดคีย์) นั้นใหญ่กว่าวิธีอื่น ๆ มากซึ่งอาจทําให้จัดเก็บและแบ่งปันได้ยากขึ้น

การเข้ารหัสพหุปัจจัยหลายตัว

จินตนาการถึงปริศนาที่คุณต้องแก้ปัญหาสมการที่ซับซ้อนหลายตัวพร้อมกัน นี่ไม่ใช่เพียงแค่สมการทั่วไป แต่เป็นสมการที่เป็นอนุพันธ์และหลายตัวแปร (ตัวแปรหลายตัว) แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องทำตามปริศนาเหล่านี้ ซึ่งก็เป็นเหตุผลที่ทำให้พวกเขาเหมาะสมสำหรับการเข้ารหัส

ตัวอย่างของโทเค็นที่ต้านทานทางควอนตัม

โครงการบล็อกเชนหลายรายการได้ทำการรวมเทคนิคการเข้ารหัสที่ต้านทานทางควอนตัมเพื่อป้องกันเครือข่ายของพวกเขา

Quantum resistant ledger (QRL)

Quantum Resistant Ledger (QRL) ใช้ XMSS วิธีการเข้ารหัสที่เชื่อถือได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่ปลอดภัย (hashes) เพื่อสร้างลายเซ็นดิจิทัล คิดว่าเป็นตราประทับที่มีความปลอดภัยสูงหรือตราประทับที่แสดงว่าธุรกรรมถูกต้องและป้องกันการแก้ไข

ไม่เหมือนวิธีการทั่วไปที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแยกได้ วิธีนี้ยังคงปลอดภัยต่อเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตเช่นกัน นี้ทำให้สกุลเงินดิจิตอลที่สร้างขึ้นด้วย QRL จะยังคงได้รับการป้องกันในขณะที่เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมก้าวหน้า

QANplatform

QANplatform รวมการเข้ารหัสแบบขัดแตะเข้ากับบล็อกเชน ซึ่งให้การรักษาความปลอดภัยที่ทนต่อควอนตัมสําหรับ แอปพลิเคชันแบบไม่มีส่วนกลาง (DApps) และ สัญญาอัจฉริยะแพลตฟอร์มยังเน้นความเข้าถึงของนักพัฒนาเพื่อทำให้ง่ายต่อการสร้างโซลูชันที่ปลอดภัย

IOTA

IOTA ใช้ Winternitz One-Time Signature Scheme (WOTS) ซึ่งเป็นรูปแบบของการใช้รหัสลับหนึ่งครั้ง (One-Time Signature Scheme) ที่เหมาะสมกับกระแสแบบเทียมที่มีความปลอดภัยในเครือข่ายของมัน ในฐานะหนึ่งในโทเค็นของการใช้รหัสลับหนึ่งครั้งหลังควอนตัม (post-quantum crypto tokens) วิธีการนี้เพิ่มประสิทธิภาพในการเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคตที่เป็นควอนตัม (quantum future) และรับรองความสมบูรณ์และความปลอดภัยของธุรกรรมภายในระบบนี้

ความสำคัญของโทเค็นที่ต้านทานควอนตัม

โทเค็นที่ป้องกันได้จากควอนตัมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปกป้องความปลอดภัย ความสมบูรณ์และความยั่งยืนในระยะยาวของเครือข่ายบล็อกเชนเมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมเติบโต

รักษาสินทรัพย์คริปโต

สกุลเงินที่ต้านทานการทำลายด้วยควอนตัมเป็นสิ่งสำคัญใน การป้องกันสินทรัพย์คริปโตจากช่องโหว่ที่เกี่ยวกับความสามารถในด้านควอนตัมของการเข้ารหัสในสกุลเงินดิจิตอลและการคำนวณทางควอนตัม หากคอมพิวเตอร์ทางควอนตัมเปิดเผยคีย์ส่วนตัว สิ่งนี้อาจ导致การเข้าถึงกระเป๋าเงินที่ไม่ได้รับอนุญาตและการโจรกรรมในลักษณะของมาตรการรักษาความปลอดภัยจากการโจรกรรมในลักษณะขนาดใหญ่ โดยรวมการใช้ระบบเข้ารหัสรูปแบบแบบเลทที่มีความคงทนต่อการคำนวณทางควอนตัมหรือระบบลายเซ็นต์ดิจิทัลที่มีการใช้รหัสแฮช สกุลเงินที่มีความคงทนต่อการคำนวณทางควอนตัม จะให้ความปลอดภัยแก่คีย์ส่วนตัว

การรักษาความสมดุลของบล็อกเชน

ความสมบูรณ์ของเครือข่ายบล็อกเชนขึ้นอยู่กับความต้านทานต่อการแก้ไขที่เด็ดขาดของมัน สรุปถึงความสำคัญของความต้านทานทางควอนตัมในสกุลเงินดิจิตอล ธุรกรรมจะต้องยังคงเป็นอิสระไม่แก้ไขเพื่อให้มั่นใจในความโปร่งใสและเชื่อถือได้ของระบบที่ไม่มีส่วนกลาง อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ทางควอนตัมอาจเสี่ยงต่อความไม่แก้ไขนี้ได้โดยการเปิดโอกาสให้ผู้โจมตีปลอมแปลงหรือแก้ไขบันทึกรายการธุรกรรม ทำให้ความเชื่อในเครือข่ายบล็อกเชนลดลง

โทเค็นที่ต้านทานทางควอนตัมเสริมความปลอดภัยของบล็อกเชนทางควอนตัมโดยการรักษาบันทึกธุรกรรมผ่านการเขียนรหัสหลังควอนตัม ทำให้แน่ใจว่าการโจมตีด้วยการคำนวณขั้นสูงก็ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงบัญชีบัญชีได้ ความปลอดภัยนี้เป็นสิ่งที่สำคัญในภาคธุรกิจเช่นการจัดการโซ่อุปทานเครือข่ายบล็อกเชนต้องตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล

การป้องกันอนาคตของระบบนิเวศน์

การป้องกันอนาคตของระบบเป็นข้อได้เปรียบอีกอย่างหนึ่งของโทเค็นที่ต้านทานควอนตัม ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังเข้มแข็งมากขึ้น วิธีการเข้ารหัสดัชนีเดิมจะต้องถูกแทนที่หรือเสริมด้วยวิธีการที่ปลอดภัยจากควอนตัม โดยการนำการเข้ารหัสหลังควอนตัมมาใช้ในปัจจุบันนี้ นักพัฒนาบล็อกเชนสามารถรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายของพวกเขาในอนาคต

สนับสนุนการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

โทเค็นที่ต้านทานควอนตัมสามารถเล่นบทบาทสำคัญในการสนับสนุนความเป็นไปได้ในการปฏิบัติตามกฎระเบียบรัฐบาลและหน่วยงานกำกับการดูแลกำลังเสริมความสำคัญในมาตรการด้านความปลอดภัยที่แข็งแกร่งเมื่อสินทรัพย์ดิจิทัลได้รับการนำเสนอบนระดับชาวบ้าน

ความท้าทายในโทเค็นที่ต้านทานควอนตัม

นับถึงผลประโยชน์ การนำเสนอโทเค็นที่สามารถต้านทานควอนตัมยังเป็นอุปสรรคหลายประการที่ต้องการการจัดการ

• โพสต์-ควอนตัมอัลกอริทึมทางคริปโต, เช่นวิธีที่ใช้ lattice-based หรือ code-based ต้องการพลังการคำนวณมากกว่าวิธี传统 นี้สามารถทำให้ความเร็วในการทำธุรกรรมลดลง ลดความสามารถในการขยายขนาดบล็อกเชน และเพิ่มการใช้พลังงาน
• การเข้ารหัสหลังการคำนวณควอนตัมบ่อยครั้งต้องใช้กุญแจและลายเซ็นขนาดใหญ่ บางครั้งมีขนาดหลายกิโลไบต์ กุญแจที่ใหญ่เกินไปนี้สร้างความท้าทายในการจัดเก็บข้อมูล ลดความเร็วในการส่งข้อมูลและไม่สามารถทำงานร่วมกับระบบที่มีการปรับแต่งให้เหมาะสมกับข้อมูลที่มีขนาดเล็กกว่า
• ยังไม่มีมาตรฐานสากลสําหรับอัลกอริธึมที่ทนต่อควอนตัม องค์กรต่างๆ เช่น National Institute of Standards and Technology (NIST) กําลังดําเนินการอยู่ แต่จนกว่าจะได้ข้อสรุปโครงการบล็อกเชนจะเสี่ยงต่อการกระจัดกระจาย โดยมีเครือข่ายต่างๆ ที่ใช้โซลูชันที่เข้ากันไม่ได้
• โครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชนที่มีอยู่ถูกสร้างขึ้นสำหรับการใช้ระบบรหัสวิธีทางเลขคณิตแบบดั้งเดิมและไม่สามารถผสานวิธีทางเลขคณิตที่ปลอดจากควอนตัมได้อย่างง่ายดาย การอัพเกรดเพื่อใช้รหัสวิธีทางเลขคณิตหลังประสบความสำเร็จที่มีความปลอดภัยจากควอนตัม บ่อยครั้งต้องใช้การปฏิรูปที่มีค่าใช้จ่ายสูง เช่นการทำฮาร์ดฟอร์กซึ่งอาจทำให้เครือข่ายเกิดความขัดแย้งและแบ่งแยกชุมชนได้

อนาคตของการเข้ารหัสที่ต้านทานทางควอนตัม

อนาคตของการเข้ารหัสที่ต้านทานทางควอนตัมเน้นไปที่การให้ความมั่นคงปลอดภัยของข้อมูลดิจิตอลของผู้ใช้ แม้ว่าคอมพิวเตอร์ที่มีกำลังคำนวณทางควอนตัมที่มีกำลังมากจะเกิดขึ้น

นี่เป็นกระบวนการที่มีหลายด้าน โดย NIST เป็นผู้นำด้วยการมาตรฐานสัญญาณวิทยาศาสตร์ใหม่ เช่น CRYSTALS-Kyber และ CRYSTALS-Dilithium เพื่อการนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในซอฟต์แวร์ ฮาร์ดแวร์ และโปรโตคอล

งานวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่เน้นการปรับปรุงอัลกอริทึมเหล่านี้ให้มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลที่ดีขึ้นโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีข้อจำกัดทรัพยากร อย่างไรก็ตาม ความท้าทายสำคัญรวมถึงการจัดการคีย์อย่างแข็งแรง การใช้วิธีการผสมผสานคลาสสิค/โพสต์ควอนตัมในระหว่างการเปลี่ยนแปลงและการรับรองความสามารถในด้านการอัพเดตอัลกอริทึมในอนาคต

ตัวอย่างจริงในโลกเช่นห้องนิรภัย Winternitz ของ Solanaซึ่งใช้ลายมือที่มีการเข้ารหัสเชิงปริมาณ เพื่อสร้างความทนทานต่อควันควอนตัมแสดงถึงขั้นตอนที่รับมือกับโลกหลังควันควอนตัม

มองไปข้างหน้า การแก้ไขปัญหา "เก็บเกี่ยวในขณะนี้ ถอดรหัสภายหลัง" การนำระบบกลวิธีหลังคำนวณเข้าไปในฮาร์ดแวร์และเพิ่มการตระหนักสาธารณชนเป็นสิ่งสำคัญทั้งหมดสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ปลอดภัย

คำปฏิเสธ:

1. บทความนี้เป็นการพิมพ์ซ้ำจาก [cointelegraph]. ลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [ Callum Reid]. หากมีข้อติเตียนใด ๆ เกี่ยวกับการพิมพ์ซ้ำนี้ โปรดติดต่อเกต เรียนและพวกเขาจะดำเนินการตามทันทีตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง
2. คำปฏิเสธความรับผิด: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงของผู้เขียนเท่านั้น และไม่เป็นคำแนะนำในการลงทุน
3. ทีมผู้เรียนรู้ของเกต เปิดให้แปลบทความเป็นภาษาอื่น ๆ ห้ามคัดลอก กระจาย หรือลอกเลียนแบบบทความที่แปลไว้ ยกเว้นว่าจะได้ระบุไว้