Какoй Blockchain имеет защиту против квантовых угроз?

Приветствую уважаемый искатель истинны.

Сегодня разберем такую важную тему как квантовая защищенность в мире блокчейна. По простому, а есть ли сегодня блокчейны которые уже имеют данную защиту? Почему же важно понимать основополагающие принципы построения наших технологий в сфере компьютерной техники, а так же программном обеспечении?

В сегодняшнем мире, где очень много информационного шума, очень легко манипулировать умами людей особенно в мире квантовых технологий.

Вы наверное уже много раз слышали , что многие блокчейны такие например как XRPL, Algorand (он то как раз и признан самой NIST квантово-устойчивым блокчейном, точнее протокол Falcon который используется в Algorand) и наверняка еще много блокчейнов назывались устойчивыми к квантовым атакам, точнее их называют блогеры и люди продвигающие блокчейн тех или иных компаний(так как являются амбасадорами либо простите мошенниками), но все это в большинстве своем ложь либо недосказанности со стороны разработчиков. Почему ложь? Чуть ниже вы сами убедитесь как можно проверить блокчейн на устойчивость к квантовым атакам при помощи знаний и последовательных рассуждений.

Обозначим для себя несколько логичных фактов для того чтобы понимать в будущем, а может ли мой блокчейн быть квантово устойчивым?

1. все программное обеспечение, а так же языки взаимодействия(они же драйвера) между так называемым железом(компонентами-платами, устройствами) в вашем компьютере либо устройстве для вычисления тех или иных процессов, построены на бинарной системе. Это значит что при вычислении или общении между железом используется либо значение 1 либо значение 0. То есть 1 может быть только 1, а 0 может быть только 0. Более подробно вы сможете найти информацию про строение процессоров и их языке общения, множество отличных статей и видео в интернете. Я лишь попытаюсь вам дать основные идеи.
2. квантовая атака, квантовый компьютер, квантовое превосходство, квантовый блокчейн, квантовая защищенность - все это строится на понятии суперпозиции. То есть в суперпозиции одновременно 1 может быть как 1 так и 0, а 0 может быть как 1 так и 0. Именно это и позволяет вычислять решение какого либо вопроса быстрее чем в бинарное системе. Хотя и не для всех примеров и ситуаций. Нас интересует блокчейн. У квантовых компьютеров есть два основных инструмента, которые превосходят классические компьютеры во взломе криптографии: алгоритм Шора и алгоритм Гровера.

Еще в 2013 году Виталик Бутерин написал статью: «БИТКОИН НЕ ЯВЛЯЕТСЯ КВАНТОВОБЕЗОПАСНЫМ, И КАК МЫ МОЖЕМ ЭТО ИСПРАВИТЬ, КОГДА ЭТО НЕОБХОДИМО».

Исходя из двух пунктов которые я описал, а так же статьи, не сложно сделать вывод, что блокчейны которые уже сделаны(а тем более такие старички как Bitcoin, XRPL, Ethereum) не могут быть квантово-устойчивыми, так как они построены на бинарной системе, то есть языках программирования, а главное оборудовании которые не учитывали развитие технологий особенно в направлении суперпозиции. Я молчу про алгоритмы которые легли в основу их построения, очевидно, что они писались без учета квантовых технологий.

Вы можете сказать, что квантовые системы уже более 20 лет развиваются, и это так. Но они находятся в очень узком пространстве использования. А наши блокчейны написаны и сделаны при помощи общедоступных алгоритмов безопасности, а так же на стандартном оборудовании - железе(пусть и супер мощном в некоторых случаях).

Вот основные протоколы которые используются при построении блокчейна(данные получены по запросу ChatGPT и интернета, это основные протоколы):

1. Криптографические хэш-функции:

  - SHA-256: Используется в биткойне для генерации уникального хэша фиксированного размера из любых исходных данных. Она имеет решающее значение для создания хэша блока и обеспечения целостности данных.

  - Keccak-256: Используется в Ethereum в качестве хэш-функции для защиты транзакций и информации блока.

2. Алгоритмы консенсуса:

  - Proof of Work (PoW): Используется в Bitcoin и многих других блокчейнах, требуя от майнеров решения сложной в вычислительном отношении головоломки для создания новых блоков.

  - Proof of Stake (PoS): Используется в Ethereum 2.0 и других блокчейнах, где валидаторы выбираются для создания новых блоков на основе количества монет, которыми они владеют и готовы "поставить" в качестве залога.

  - Delegated Proof of Stake (DPoS): Используется в таких блокчейнах, как EOS, где заинтересованные стороны голосуют за делегатов, которые будут создавать блоки от их имени.

  - Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT): Используется в частных или консорциумных блокчейнах, таких как Hyperledger Fabric, обеспечивая способ достижения консенсуса в присутствии неисправных или вредоносных узлов.

3. Алгоритмы цифровой подписи

  - ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm): Используется в Bitcoin для создания цифровых подписей, обеспечивая аутентификацию и безопасность транзакций.

  - EdDSA (Edwards-Curve Digital Signature Algorithm): Используется в новых блокчейнах, таких как Cardano, для повышения безопасности и эффективности по сравнению с ECDSA.

4. Дерево Меркла:

  - Используются для эффективной и безопасной проверки целостности больших наборов данных. Деревья Меркла являются фундаментальной частью технологии блокчейн, позволяя эффективно и безопасно проверять целостность транзакций. (Прошу заметить блокчейн Stellar уже как год усовершенствовал свой протокол Меркла)

5. Алгоритмы шифрования:

  - AES (Advanced Encryption Standard): Часто используется для шифрования данных в блокчейн-приложениях для обеспечения конфиденциальности данных.

  - RSA (Rivest-Shamir-Adleman): Используется для безопасного обмена ключами и цифровых подписей в некоторых блокчейн-приложениях.

6. Функции деривации ключей:

  - PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function 2): Используется для безопасного извлечения ключей из паролей, широко применяется в программном обеспечении кошельков.

  - Scrypt и Argon2: Альтернативные функции деривации ключей, используемые благодаря их устойчивости к аппаратным атакам.

7. Структуры данных:

  - Блокчейн (цепочка блоков): Фундаментальная структура блокчейна, в которой каждый блок содержит список транзакций и ссылку на хэш предыдущего блока.

  - Направленные ациклические графы (DAG): Используются в некоторых альтернативных блокчейнах, таких как IOTA и Nano, Constellation для обеспечения высокой пропускной способности и масштабируемости.

8. Сетевые протоколы:

  - P2P (Peer-to-Peer) Networking: Обеспечивает децентрализацию, позволяя узлам общаться напрямую без центрального сервера.

  - Протоколы сплетен: Используются для эффективного распространения транзакций и блоков по сети.

Все эти алгоритмы и методы вместе составляют основу технологии блокчейн на сегодняшний день. И как вы видите все это основано на бинарной системе. И требует доработки или полного изменения для того чтобы стать алгоритмами которые способны лечь в основу защищенного программного обеспечения, блокчейна против атаки квантовых систем.

Давайте поразмышляем, а что же можно сделать или изменить, чтобы наши общественные блокчейны стали или приблизились к квантово-устойчивыми блокчейнам? Что необходимо как минимум изменить, доработать либо полностью переделать( в начале я напишу свои мысли в общих чертах, далее вставлю сборку из интернета, более профессиональным языком):

1. изменить алгоритмы построения блокчейнов с учетом суперпозици. Данный пункт приводит к хардфорку сети, а значит раздвоении цепочки и получения нового токена и нового блокчейна, примеры таких изменений вы видели уже (Ethereum и Ethereum classic). Тут хочу уточнить, есть варианты хардфорка у сетей которые могут его делать без раздвоения цепочки(такие сети как минимум должны обладать смарт контрактами, пример Flare), то есть внесение серьезных изменений в цепочку кода блокчейна и при этом сохраняется нативный токен сети. Теперь обратите внимание на ваши блокчейны и кто из них вносил серьезное обновление сети и что из этого получилось.
2. получить реально работающий квантовый узел(железо и система) для написания самого блокчейна с учетом физического взаимодействия с этим узлом оборудования. Так как теория это хорошо, а когда у тебя есть рабочая версия мощного квантового компьютера и ты именно на нем тестируешь свой код блокчейна - это совершенно другой уровень и другие разработки. Ни один из уже существующих блокчейнов не разрабатывался и не тестировался на действительно квантовом компьютере. Я исхожу из открытых источников, но так же допускаю, что у правительства, а точнее у военных уже есть квантовые технологи и они активно работают над созданием блокчейна с квантовой устойчивостью. К примеру в 2023 году в США было выделено финансирование для военных, чтобы они исследовали и искали решение для квантовой защищенности. Это описано в данном законе. Так же я разобрал данный закон и последствия от квантовых атак для блокчейна в этом видео. Как минимум в новую финансовую систему будет входить блокчейн который обладает этой квантовой защитой.

Для того чтобы публичные блокчейны стали или приблизились к тому, чтобы стать квантово-устойчивыми, необходимо принять ряд мер по устранению потенциальных угроз, связанных с квантовыми вычислениями. Для этого необходимо следующее(здесь собраны советы и наиболее рациональные варианты из интернета):

1. Постквантовые криптографические алгоритмы:

  - Применение квантово-устойчивых хэш-функций: Убедиться, что используемые хэш-функции (например, SHA-256) защищены от квантовых атак, или перейти на квантово-устойчивые хэш-функции.

  - Цифровые подписи, устойчивые к квантовым атакам: Замените существующие алгоритмы цифровой подписи (например, ECDSA) квантовоустойчивыми альтернативами, например, основанными на решеточной криптографии (например, CRYSTALS-Dilithium), криптографии на основе хэшей (например, SPHINCS+), кодовой криптографии (например, Classic McEliece) или многомерных квадратичных уравнениях (например, Rainbow).

2. Протоколы обмена ключами с квантовой защитой:

  - Безопасные механизмы обмена ключами: Реализуйте протоколы обмена ключами, защищенные от квантовых атак, например, основанные на решетчатой криптографии (например, NewHope, Kyber).

3. Обновляемые криптографические примитивы:

  - Гибкость для обновлений: Создайте блокчейн с возможностью обновления криптографических примитивов без необходимости хард форка. Это включает в себя модульные и адаптируемые криптографические фреймворки в кодовой базе блокчейна. А вот тут ВНИМАНИЕ! Это то что я вам объяснил выше. Большинство блокчейнов, особенно старых, страдают этой проблемой: для обновления своей кодовой базы, внесения поправок, это происходит очень болезненно и включает множество проблем. И на сегодняшний момент большинство блокчейнов является закрытой системой НЕ МОДУЛЬНОГО СТРОЕНИЯ. Что означает не возможность изменять одно, без затрагивания всей системы.

4. Безопасные многопартийные вычисления (MPC) и пороговая криптография:

  - Усовершенствованные модели безопасности: Использование MPC и пороговой криптографии для защиты приватных ключей и повышения безопасности от классических и квантовых атак.

5. Гибридные криптографические решения:

  - Двухуровневая безопасность: Реализуйте гибридные криптографические схемы, сочетающие классические и постквантовые криптографические методы, чтобы обеспечить дополнительный уровень безопасности в переходный период.

6. Квантово-устойчивые алгоритмы консенсуса:

  - Устойчивые механизмы консенсуса: Оценить и, при необходимости, модифицировать алгоритмы консенсуса, чтобы обеспечить их безопасность в условиях развития квантовых вычислений. Это может включать новые способы обеспечения византийской отказоустойчивости (BFT) в квантовую эпоху. На сегодняшний день есть как минимум 10 модификаций BFT в блокчейнах. И BFT который использует XRPL не является лучшим из всех известных модификаций.

7. Аудиты и стандартизация безопасности:

  - Регулярные аудиты: Проводите тщательные и регулярные аудиты безопасности, ориентированные на квантовые угрозы.

  - Следование стандартам: Следуйте указаниям и рекомендациям таких организаций, как Национальный институт стандартов и технологий (NIST), относительно стандартов постквантовой криптографии.

8. Взаимодействие с сообществом и экосистемой:

  - Информированность и образование: Повышение осведомленности блокчейн-сообщества о квантовых угрозах и важности перехода на квантоустойчивые технологии.

  - Сотрудничество и исследования: Поощрять сотрудничество между научными кругами, промышленностью и разработчиками блокчейна для исследования и разработки квантоустойчивых решений.

9. Инфраструктура и обновление узлов:

  - Совместимость узлов: Убедитесь, что узлы в сети блокчейна могут поддерживать и применять новые криптографические стандарты, устойчивые к квантовым атакам.

  - Обновления распределенного реестра: Обновление технологии распределенных книг для беспрепятственной поддержки квантовоустойчивых алгоритмов.

Реализовав эти меры, публичные блокчейны смогут повысить свою устойчивость к потенциальным угрозам со стороны квантовых вычислений, обеспечив долгосрочную безопасность и целостность экосистемы блокчейна. Это конечно в идеале, но не забывайте, что на практике все по другому.

Хотелось бы вам представить официальную информацию от NIST по квантовым угрозам для блокчейнов. Это официальная ссылка на инициативный проект, который курирует NIST.

Здесь вы найдете стандарты которые уже одобрены NIST в сфере криптографии и вы можете проверить алгоритмы на которых построены ваши блокчейны:

Для достижения квантовой устойчивости блокчейн должен будет реализовать постквантовые криптографические алгоритмы, устойчивые к атакам квантовых компьютеров. Это включает в себя замену текущих криптографических примитивов (например, ECDSA) на квантоустойчивые альтернативы, такие как (вы должны понимать, что лишь часть предложений и они могут измениться):

- Криптография на основе решеток: Алгоритмы типа CRYSTALS-Kyber и CRYSTALS-Dilithium.

- Подписи на основе хэша: Схемы типа XMSS и SPHINCS+.

- Криптография на основе кодов: Схемы типа Classic McEliece.

- Многомерные квадратные уравнения: Схемы типа Rainbow.

Так же хочу вам представить несколько проектов, которые считаются квантовоустойчивами либо использующими устойчивые алгоритмы против квантовых угроз:

1. Quantum Resistant Ledger (QRL). Специально разработанный блокчейн, устойчивый к квантовым атакам благодаря использованию постквантовых криптографических алгоритмов. Используется XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme), схема подписи на основе хэша, которая, как считается, защищена от атак квантовых вычислений.
2. QANplatform - это гибридная блокчейн-платформа квантово-устойчивого уровня 1, которая позволит разработчикам и предприятиям создавать квантово-устойчивые смарт-контракты, dApps, решения DeFi, NFT, токены, Метавселенную поверх блокчейн-платформы QAN на любом языке программирования. Подтверждается NIST.

Эти платформы используют одобренные алгоритмы от NIST, а так же уже построены с использованием алгоритмов с квантовой защитой.

Что касается общественных блокчейнов, ни один из них не имеет защиты против квантовых угроз, но есть блокчейны которые изучают и работают над этим:

1. Cardano
2. Algorand
3. IOTA
4. Hyperledger Fabric

Что касается Algorand, вот ссылка на их официальный источник где описывается что же они сделали чтобы называться квантово безопасным блокчейном. Ссылка на репозиторий протокола Falcon.

После почти шести лет тщательного анализа и тестирования NIST выявил всего четыре алгоритма(это было в 2020 году), которые соответствовали их критериям, включая Falcon, частично разработанный криптографами Algorand.

В Algorand квантовобезопасное доказательство состояния с использованием подписей Falcon генерируется каждые 256 блоков. обеспечение защиты всей истории реестра от потенциальных угроз.

И так Algorand лишь использует один из протоколов Falcon, который был выбран из числа претендентов и является квантово защищенным, хотя и не единственным. Как описано выше, это лишь один алгоритм, но сколько нужно изменить в Algorand чтобы он стал действительно устойчивым к квантовым атакам? Вот вам и яркий пример, как преподносят новость разработчики, а так же блогеры и медийный личности про маленький успех Algorand в сфере квантовых защит, но если разобраться, то Algorand как и другие блокчейны, не имеют квантовой защиты.

Есть пример в котором показано, как в 2023 году команда из 10 человек может создать за пол года блокчейн, который построен на квантовых алгоритмах. К сожалению мы не можем его проверить и увидеть как наши общественные блокчейны. В данном видео вы найдете подтверждение моим словам в этой статье. Видео найдете по ссылке.

Вывод:

В настоящее время ни один блокчейн не может быть полностью защищен от квантовых атак, поскольку область постквантовой криптографии все еще развивается, и ее широкое применение еще предстоит увидеть. Но есть проекты и блокчейны которые исследует эту область и действительно производят модернизацию своего кода, чтобы быть квантовоустойчивыми платформами.

Спасибо за внимание️ ❤️

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°

"истина где-то рядом".

В данной статье, автор выражает свое мнение и ничего не утверждает.

Данная статья не является финансовым советом и не призывает вас предпринимать какие-либо действия.

Подписывайтесь на мои аккаунты в социальных сетях, чтобы получать больше актуальной информации в мире криптовалют!!!

✅ https://www.youtube.com/@MaxYelQ

✅ https://www.t.me/+LTdkKuTT5QE1MmY8

✅ https://www.twitter.com/MaxYelQ

🟢 Ваша поддержка очень важна для меня. ❤️ Спасибо за внимание 🤝

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°

🟢 адреса крипто-кошельков для пожертвований:

BTC

bc1q87240l4q9vy0vpllsc2jmfrxnn44dzrak2adg9

FLR/SGB

0xd8a64BB4b6798F8dF796bd4E7344A4914d36AE02

XLM

GBD2Y526DJVS276WON7YXJCPNKH6HLHFLSKY5OY43QLZC23BOUPXDVVY