Οι κβαντικοί υπολογιστές απειλούν το blockchain: Είμαστε αρκετά σίγουροι;

Οι κβαντικοί υπολογιστές απειλούν το blockchain: Είμαστε αρκετά σίγουροι;

Southeast Missouri State University, Cape Girardeau, USA - Στον σημερινό ψηφιακό κόσμο, οι τεχνολογίες blockchain αντιμετωπίζουν μια σοβαρή πρόκληση: η ταχεία ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών θα μπορούσε να παραλείψει την αρχιτεκτονική ασφαλείας των περισσότερων υφιστάμενων συστημάτων. Ξεκινώντας από την ερώτηση ασφαλείας, η ανάγκη για νέες λύσεις μέχρι την πρόοδο της μετά την κβαντική κρυπτογραφία (PQC)-υπάρχουν πολλά που πρέπει να εξεταστούν. Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Saurav Ghosh από το Southeast Missouri State University διεξήγαγε ολοκληρωμένες έρευνες για το θέμα αυτό και δείχνει τον επείγοντα χαρακτήρα της αλλαγής. Αυτές οι έρευνες, οι οποίες επικεντρώνονται στις κρυπτογραφικές προσεγγίσεις μετά το ποσό και τα νέα σχέδια των κβαντικών blockchains, παρέχουν ενδιαφέρουσες γνώσεις. Εκεί, οι αποφασιστικές διαφορές μεταξύ των παραδοσιακών προσεγγίσεων και των νέων, ανθεκτικών σε κβαντικών μέθοδοι φωτίζονται επίσης, όπως Quantum zeitgeist.

Ένα από τα βασικά σημεία είναι η σημασία της κατανομής κβαντικού κλειδιού (QKD). Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί τις αρχές της κβαντικής μηχανικής για την ασφαλή μετάδοση πλήκτρων. Οι κλασικές προσεγγίσεις που βασίζονται σε μαθηματικά προβλήματα διατρέχουν ιδιαίτερα κίνδυνο από τους κβαντικούς αλγόριθμους όπως ο αλγόριθμος του Shor. Το QKD περιλαμβάνει ήδη αποδεδειγμένα πρωτόκολλα όπως το BB84 που δημιουργούν ασφαλείς μεθόδους για την βασική παραγωγή. Οι πρόοδοι αυτής της τεχνολογίας, όπως η εισαγωγή μεθόδων Decoy-State, αυξάνουν την ασφάλεια ενάντια στις προσπάθειες ακρόασης και το βούρτσισμα της έννοιας της ασφάλειας ως τέτοιας.

Ο δρόμος προς μια ποσότητα -Safe Future

Η ανάπτυξη των κβαντικών -ανθεκτικών blockchains γίνεται όλο και πιο απτή. Το νέο πλαίσιο πέντε σταδίων για ένα τέτοιο δίκτυο, με βάση την πλατφόρμα κβαντικής προέλευσης, είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτής της αλλαγής. Χρησιμοποιώντας ενώσεις ανθεκτικότητας στην ποσότητα, η εντροπία διανέμεται σε όλους τους κόμβους που εμπλέκονται μέσω του αλγόριθμου KEM McEliece. Τα Falcon Keys και τα πιστοποιητικά Post Quantum X.509 μπορούν να δημιουργηθούν τα οποία είναι απαραίτητα για την ασφάλεια αυτών των συνδέσεων. Στο πλαίσιο αυτό, το OpenSSL διαδραματίζει σημαντικό ρόλο επειδή παρέχει το κρυπτογραφικό πλαίσιο που υποστηρίζει τις νέες αλγοριτικές προσεγγίσεις. Αυτό και περισσότερο τεκμηριώθηκε λεπτομερώς από Nature

Αλλά η μετάβαση στο PQC δεν είναι μια βόλτα. Η ανάγκη αντικατάστασης των παραδοσιακών κρυπτογραφικών συστημάτων γίνεται όλο και πιο επείγουσα, επειδή η κβαντική πληροφορική σημειώνει ταχεία πρόοδο. Μεταξύ 2023 και 2025, αναμένεται σημαντική πρόοδος για την τυποποίηση των αλγορίθμων PQC ως μέρος της πρωτοβουλίας NEST. Οι αλγόριθμοι όπως οι Crystals-Kyber, Crystals Dilithium και Sphincs+ θα μπορούσαν να διαδραματίσουν συγκεκριμένα ρόλο. Αυτά τα νέα πρότυπα πρέπει να αναπτυχθούν, να εφαρμοστούν και τελικά να ενσωματωθούν σε υπάρχοντα συστήματα, τα οποία έχουν σχεδιαστεί ως πολύπλοκη διαδικασία, ειδικά για βιομηχανίες όπως οι τραπεζικές εργασίες.

Προκλήσεις και ευκαιρίες

Ωστόσο, η εφαρμογή των κβαντικών λύσεων που αντιστοιχούν σε αυτό φέρνει μαζί του αρκετές προκλήσεις. Αυτό δεν περιλαμβάνει μόνο τις υψηλότερες απαιτήσεις για τους πόρους αποθήκευσης και υπολογισμού των νέων αλγορίθμων, αλλά και δυσκολίες στην ενσωμάτωση των υφιστάμενων συστημάτων. Λόγω των απειλών από πιθανές επιθέσεις που σήμερα συλλέγουν κρυπτογραφημένα δεδομένα για μελλοντική αποκωδικοποίηση ("Harvest Now, αποκρυπτογράφηση αργότερα"), οι εταιρείες και οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο πρέπει επειγόντως να ενεργήσουν. Οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν ξεκινήσει πρωτοβουλίες που υπογραμμίζουν τον νόμο περί ετοιμότητας για την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο, ενώ η ΕΕ δραστηριοποιείται επίσης στην πρωτοβουλία EuroQCI για την παροχή δικτύων QKD.

Δεδομένου ότι η παγκόσμια συνεργασία για την τυποποίηση των πρωτοκόλλων PQC είναι συχνά κατακερματισμένη ταυτόχρονα, παραμένει να δούμε ποιες λύσεις θα είναι διαθέσιμες για αυτά τα προβλήματα. Τα κράτη και οι εταιρείες συμβουλεύονται καλά να ελέγχουν τακτικά την κρυπτογραφική θέση τους και να δώσουν προτεραιότητα στη μετανάστευση σε αλγόριθμους SAFE.