Konuyu Değerlendir
  • 0 Oy - 0 Ortalama
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Para Birimleri
#1
Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Para Birimleri

Giriş
Kuantum bilgisayarlar, karmaşık denklemleri normal bilgisayarlardan çok daha hızlı çözebilen güçlü makinelerdir. Bazı uzmanlar , binlerce yıl içinde bugünün en hızlı bilgisayarlarını alacak şifrelemeyi çözebileceklerini tahmin ediyorlar . Sonuç olarak, günümüzün dijital güvenlik altyapısının çoğu, Bitcoin ve kripto paraların altında yatan kriptografi de dahil olmak üzere risk altında olabilir .

Bu makalede, kuantum bilgisayarların normal bilgisayarlardan nasıl farklı olduğu ve kripto para birimleri ve dijital altyapı için hangi risklerin ortaya çıktığı anlatılmaktadır.



Asimetrik şifreleme ve İnternet güvenliği
Asimetrik şifreleme (açık anahtarlı şifreleme olarak da bilinir), kripto para birimi ekosisteminin ve çoğu İnternet altyapısının kritik bir bileşenidir. Bilgileri şifrelemek ve şifresini çözmek için bir anahtar çiftine, yani şifrelemek için genel bir anahtara ve şifresini çözmek için özel bir anahtara dayanır. Aksine, simetrik anahtar şifrelemesi verileri şifrelemek ve şifresini çözmek için yalnızca bir anahtar kullanır.

Bir ortak anahtar serbestçe paylaşılabilir ve bilgileri şifrelemek için kullanılabilir; bu daha sonra yalnızca ilgili özel anahtarla şifresi çözülebilir. Bu, şifrelenmiş bilgilere yalnızca hedeflenen alıcının erişmesini sağlar.

Asimetrik kriptografinin ana avantajlarından biri, güvenilir olmayan bir kanalda ortak bir anahtar paylaşmaya gerek kalmadan bilgi alışverişi yapabilmesidir. Bu çok önemli yetenek olmasaydı, internette temel bilgi güvenliği imkansız olurdu. Örneğin, başka türlü güvenilmeyen taraflar arasında bilgileri güvenli bir şekilde şifreleme yeteneği olmadan çevrimiçi bankacılığı hayal etmek zordur.

Konu hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, Simetrik ve Asimetrik Şifreleme'ye göz atın .

Asimetrik kriptografinin güvenliğinin bir kısmı , anahtar çiftini oluşturan algoritmanın ortak anahtardan özel anahtarı hesaplamayı inanılmaz derecede zorlaştırdığı varsayımına dayanırken, ortak anahtarı özel anahtardan hesaplamak basittir. Matematikte buna kapalı kapı fonksiyonu denir, çünkü bir yönde hesaplamak kolaydır, diğerinde zordur.

Şu anda, anahtar çiftini oluşturmak için kullanılan modern algoritmaların çoğu, bilinen matematiksel trapdoor işlevlerine dayanmaktadır. Bu trapdoor işlevlerinin, varolan herhangi bir bilgisayar için mümkün olan bir zaman diliminde çözülebildiği bilinmemektedir. En güçlü makinelerin bile bu hesaplamaları yapması çok zaman alacaktır.

Ancak, bu yakında kuantum bilgisayarlar adı verilen yeni bilgi işlem sistemlerinin geliştirilmesiyle değişebilir. Kuantum bilgisayarların neden bu kadar güçlü olduğunu anlamak için önce normal bilgisayarların nasıl çalıştığını inceleyelim.



Klasik bilgisayarlar
Bugün bildiğimiz bilgisayarlara klasik bilgisayarlar denilebilir. Bu, hesaplamaların sıralı bir sırada yapıldığı anlamına gelir - bir hesaplama görevi yürütülür ve daha sonra başka bir görev başlatılabilir. Bunun nedeni, klasik bir bilgisayardaki belleğin fizik yasalarına uyması ve sadece 0 veya 1 (kapalı veya açık) duruma sahip olabilmesidir.

Verimlilik elde etmek için bilgisayarların karmaşık hesaplamaları daha küçük parçalara bölmesine izin veren çeşitli donanım ve yazılım yöntemleri bulunmaktadır. Ancak, temel aynıdır. Bir hesaplama görevi, başka bir görev başlatılmadan önce tamamlanmalıdır.

Bir bilgisayarın 4 bitlik bir anahtar tahmin etmesi gereken aşağıdaki örneği ele alalım. 4 bitin her biri 0 veya 1 olabilir. Tabloda gösterildiği gibi 16 olası kombinasyon vardır:



16 olası kombinasyondan 4 bitlik klasik bilgisayar tahmini



Klasik bir bilgisayarın her kombinasyonu ayrı ayrı tahmin etmesi gerekir. Bir anahtarlık üzerinde bir kilit ve 16 anahtar olduğunu düşünün. 16 tuşun her biri ayrı ayrı denenmelidir. Birincisi kilidi açmazsa, bir diğeri denenebilir, sonra bir diğeri, vb. Sağ tuş kilidi açana kadar devam edebilir.

Ancak, anahtar uzunluğu arttıkça, olası kombinasyonların sayısı katlanarak artar. Yukarıdaki örnekte, anahtar uzunluğunu 5 bit'e artırmak için fazladan bir bit eklemek 32 olası kombinasyonla sonuçlanacaktır. 6 bite yükseltilmesi 64 olası kombinasyonla sonuçlanacaktır. 256 bitte, olası kombinasyonların sayısı, gözlemlenebilir evrendeki tahmini atom sayısına yakındır.

Bunun aksine, hesaplama işlem hızı yalnızca doğrusal olarak büyür. Bir bilgisayarın işlem hızının iki katına çıkarılması, belirli bir zamanda yapılabilecek tahmin sayısının sadece iki katına çıkmasına neden olur. Üstel büyüme, tahmin tarafındaki herhangi bir doğrusal ilerlemeyi çok geride bırakır.

Klasik bir bilgi işlem sisteminin 55 bitlik bir anahtarı tahmin etmesinin bin yıl alacağı tahmin ediliyor. Referans olarak, Bitcoin'de kullanılan bir tohum için önerilen minimum boyut 128 bittir ve 256 bit kullanan birçok cüzdan uygulamasıdır.

Klasik bilgi işlemin kripto para birimleri ve İnternet altyapısı tarafından kullanılan asimetrik şifreleme için bir tehdit olmadığı anlaşılıyor.



Kuantum bilgisayarlar
Şu anda gelişiminin ilk aşamalarında, bu sorun sınıflarının kuantum bilgisayarlar için önemsiz olacağı bir bilgisayar sınıfı var. Kuantum bilgisayarlar, atomaltı parçacıkların nasıl davrandığıyla ilgilenen kuantum mekaniği teorisinde tanımlanan temel ilkelere dayanır.

Klasik bilgisayarlarda, bir bit bilgiyi temsil etmek için kullanılır ve bir bit 0 veya 1 durumuna sahip olabilir. Kuantum bilgisayarlar kuantum bitleri veya kübitler ile çalışır. Bir kübit, kuantum bilgisayardaki temel bilgi birimidir. Tıpkı bir kubit gibi, bir kübit 0 veya 1 durumuna sahip olabilir. Bununla birlikte, kuantum mekanik olayların tuhaflığı sayesinde, bir kübitin durumu aynı anda hem 0 hem de 1 olabilir.

Bu, hem üniversiteleri hem de özel şirketleri bu heyecan verici yeni alanı keşfetmeye zaman ve para yatırırken, kuantum hesaplama alanında araştırma ve geliştirmeyi teşvik etti. Bu alanın sunduğu soyut teori ve pratik mühendislik problemlerinin üstesinden gelmek, insanın teknolojik başarısının son noktasındadır.

Ne yazık ki, bu kuantum bilgisayarların bir yan etkisi, asimetrik kriptografinin temelini oluşturan algoritmaların çözülmesinin önemsiz hale gelmesi ve temelde onlara dayanan sistemleri kırması olacaktır.

4 bitlik anahtarı tekrar kırma örneğini ele alalım. 4-qubit bir bilgisayar teorik olarak 16 durumu (kombinasyonları) bir kerede tek bir hesaplama görevinde alabilir. Bu hesaplamayı gerçekleştirmesi için doğru anahtarı bulma olasılığı% 100 olacaktır.



16 olası kombinasyondan 4-bit anahtar tahmin kuantum bilgisayar.



Kuantuma dayanıklı kriptografi
Kuantum hesaplama teknolojisinin ortaya çıkması, kripto para birimleri de dahil olmak üzere modern dijital altyapımızın çoğunun altında yatan kriptografiyi zayıflatabilir.

Bu, hükümetlerden ve çok uluslu şirketlerden bireysel kullanıcıya kadar tüm dünyanın güvenliğini, operasyonlarını ve iletişimini riske atacaktır. Teknolojiye karşı önlemlerin araştırılmasına ve geliştirilmesine önemli miktarda araştırma yapılması şaşırtıcı değildir. Kuantum bilgisayarların tehdidine karşı güvenli olduğu varsayılan şifreleme algoritmaları, kuantuma dayanıklı algoritmalar olarak bilinir.

Temel düzeyde, kuantum bilgisayarlarla ilişkili riskin, anahtar uzunluğunda basit bir artışla simetrik anahtar şifrelemesi ile azaltılabileceği görülmektedir. Bu kriptografi alanı, açık bir kanalda ortak bir gizli anahtarın paylaşılmasından kaynaklanan sorunlar nedeniyle asimetrik anahtar kriptografisi tarafından kaldırıldı. Ancak, kuantum hesaplama geliştikçe yeniden ortaya çıkabilir.

Ortak bir anahtarı açık bir kanalda güvenli bir şekilde paylaşma sorunu, çözümünün kendisini kuantum şifrelemede de bulabilir. Gizlice dinlemeye karşı önlemler geliştirmek için ilerleme kaydedilmektedir. Paylaşılan bir kanaldaki kulak misafiri kuantum bilgisayarların geliştirilmesi için gerekli olan ilkeler kullanılarak tespit edilebilir. Bu, paylaşılan bir simetrik anahtarın daha önce üçüncü bir tarafça okunup okunmadığını veya değiştirilip değiştirilmediğini bilmeyi mümkün kılacaktır.

Olası kuantum tabanlı saldırıları yenmek için araştırılan başka araştırma yolları da var. Bunlar, büyük mesaj boyutları oluşturmak için karma gibi temel teknikleri veya kafes tabanlı kriptografi gibi diğer yöntemleri içerebilir. Tüm bu araştırmalar, kuantum bilgisayarların kırılmasının zor bulacağı şifreleme türleri oluşturmayı amaçlamaktadır.



Kuantum bilgisayarlar ve Bitcoin madenciliği
Bitcoin madenciliği de kriptografi kullanıyor. Madenciler blok ödülü karşılığında kriptografik bir bulmacayı çözmek için yarışıyor . Tek bir madenci kuantum bilgisayara erişebiliyorsa, ağ üzerinde hakimiyet kazanabilir. Bu, ağın ademi merkeziyetini azaltacak ve potansiyel olarak % 51 saldırısına maruz bırakacaktır .

Bununla birlikte, bazı uzmanlara göre, bu acil bir tehdit değildir. Uygulamaya Özgü Entegre Devreler (ASIC'ler) böyle bir saldırının etkinliğini azaltabilir - en azından öngörülebilir gelecek için. Ayrıca, birden çok madencinin kuantum bir bilgisayara erişimi varsa, böyle bir saldırı riski önemli ölçüde azalır.



Kapanış düşünceleri
Kuantum hesaplamanın gelişimi ve mevcut asimetrik şifreleme uygulamaları için ortaya çıkan tehdit sadece bir zaman meselesi gibi görünmektedir. Bununla birlikte, bu acil bir sorun değildir - tamamen gerçekleşmeden önce üstesinden gelmek için devasa teorik ve mühendislik engelleri vardır.

Bilgi güvenliğinde yer alan muazzam bahisler nedeniyle, gelecekteki bir saldırı vektörüne zemin hazırlamaya başlamak mantıklıdır. Neyse ki, mevcut sistemlere dağıtılabilecek potansiyel çözümler konusunda çok sayıda araştırma yürütülmektedir. Teorik olarak bu çözümler, kuantum bilgisayarların tehdidine karşı kritik altyapımızı geleceğe hazırlar.

Kuantum dirençli standartlar, uçtan uca şifrelemenin iyi bilinen tarayıcılar ve mesajlaşma uygulamaları aracılığıyla yaygınlaştırıldığı şekilde daha geniş halka dağıtılabilir. Bu standartlar tamamlandıktan sonra, kripto para birimi ekosistemi, bu saldırı vektörlerine karşı mümkün olan en güçlü savunmayı göreceli olarak kolaylıkla birleştirebilir.
Bul
Alıntı


Foruma Git:


Bu konuyu görüntüleyen kullanıcı(lar): 1 Ziyaretçi