Новые прорывы в квантовых вычислениях: потенциальное влияние чипа Willow от Google на безопасность блокчейна
Недавно Google представила новое поколение квантовых вычислений ликвидности чипа Willow, что стало очередным значительным прорывом в области квантовых вычислений. Чип Willow имеет 105 квантовых битов и установил лучшие в своем классе показатели в двух эталонных тестах: квантовой коррекции ошибок и случайной выборке цепей.
Особенно примечательно, что Willow завершила вычислительное задание, которое обычному суперкомпьютеру потребовалось бы 10^25 лет, всего за 5 минут в тесте случайной выборки схем. Эта цифра значительно превышает возраст известной вселенной и даже выходит за пределы известных временных масштабов физики.
Ключевым прорывом чипа Willow является значительное снижение уровня ошибок. С увеличением количества квантовых битов вероятность ошибок в процессе вычислений обычно возрастает. Однако Willow достигла экспоненциального снижения уровня ошибок, что позволило ему опуститься ниже критического порога и проложить путь к созданию масштабных практических квантовых вычислительных машин.
Руководитель Google Quantum AI Хартмут Невен заявил, что Willow — это первая система с уровнем ошибок ниже порога, являющаяся на сегодняшний день самым убедительным прототипом масштабируемого логического квантового бита, который доказал осуществимость массовых практических квантовых компьютеров.
Несмотря на то, что количество квантовых битов Willow в 105 раз все еще недостаточно для взлома используемых в настоящее время алгоритмов шифрования криптовалют, это предвещает направление развития крупномасштабных практических квантовых вычислений. Это создает новые вызовы для области блокчейна и криптовалют.
В настоящее время алгоритм цифровой подписи эллиптической кривой (ECDSA) и хэш-функция SHA-256 широко применяются в транзакциях криптовалют, таких как биткойн. Исследования показывают, что квантовые алгоритмы теоретически могут взломать эти алгоритмы, хотя необходимое количество квантовых битов все еще очень велико.
Например, для взлома SHA-256 требуется сотни миллионов квантовых битов, а для взлома ECDSA — миллионы квантовых битов. Хотя текущие квантовые компьютеры еще не представляют собой реальную угрозу, с развитием технологий в будущем могут появиться достаточно мощные квантовые компьютеры, способные бросить вызов этим криптосистемам.
В транзакциях с биткойнами существует два основных типа адресов кошельков: "Оплата по открытомy ключу" (p2pk), использующий открытый ключ ECDSA, и "Оплата по хэшированному открытому ключу" (p2pkh), использующий хэш открытого ключа. Последний тип имеет большую долю, но при транзакциях открытый ключ становится доступным. Это означает, что как только появится достаточно мощный квантовый компьютер, злоумышленник может вскоре взломать закрытый ключ и украсть средства.
Таким образом, разработка технологий анти-количественного блокчейна, особенно обновление существующего блокчейна для противостояния количественным вычислениям, стало первоочередной задачей. Постквантовое шифрование (PQC) представляет собой новый класс шифровальных алгоритмов, способных противостоять атакам квантовых вычислений, и считается ключевой технологией для защиты безопасности блокчейна и криптовалют в будущем.
Некоторые исследовательские учреждения уже достигли прогресса в этой области. Например, некоторые учреждения завершили строительство возможностей постквантового шифрования для полного процесса Блокчейн, разработали криптографическую библиотеку, поддерживающую несколько стандартов NIST для постквантовых алгоритмов шифрования, и реализовали постквантовую TLS-коммуникацию. В то же время, для решения проблемы раздувания хранения постквантовых подписей, оптимизировав процесс консенсуса и снизив задержку чтения памяти, скорость обработки транзакций в анти-квантовом Блокчейн может достигать около 50% от скорости оригинальной цепи.
Кроме того, достигнуты прорывы в области постквантовой миграции многофункциональных криптографических алгоритмов. Некоторые команды разработали распределённый протокол управления ключами для алгоритма подписи Dilithium, который соответствует постквантовым стандартам подписи NIST. Это первый в отрасли эффективный постквантовый распределённый протокол пороговой подписи, который значительно улучшает производительность по сравнению с существующими решениями.
Хотя чип Willow от Google пока не представляет непосредственной угрозы для существующих криптосистем, он, безусловно, указывает направление для будущего развития квантовых вычислений. С постоянным прогрессом в области квантовых вычислений сфера криптовалют и блокчейна должна заранее подготовиться и активно вести исследования по квантовой технологии, чтобы гарантировать безопасность и стабильность в эпоху квантовых технологий.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
10 Лайков
Награда
10
4
Репост
Поделиться
комментарий
0/400
SerNgmi
· 6ч назад
Бит это да, протирайте глаза и смотрите на Криптография
Квантовый чип Google Willow вызывает новые вызовы для безопасности Блокчейн
Новые прорывы в квантовых вычислениях: потенциальное влияние чипа Willow от Google на безопасность блокчейна
Недавно Google представила новое поколение квантовых вычислений ликвидности чипа Willow, что стало очередным значительным прорывом в области квантовых вычислений. Чип Willow имеет 105 квантовых битов и установил лучшие в своем классе показатели в двух эталонных тестах: квантовой коррекции ошибок и случайной выборке цепей.
Особенно примечательно, что Willow завершила вычислительное задание, которое обычному суперкомпьютеру потребовалось бы 10^25 лет, всего за 5 минут в тесте случайной выборки схем. Эта цифра значительно превышает возраст известной вселенной и даже выходит за пределы известных временных масштабов физики.
Ключевым прорывом чипа Willow является значительное снижение уровня ошибок. С увеличением количества квантовых битов вероятность ошибок в процессе вычислений обычно возрастает. Однако Willow достигла экспоненциального снижения уровня ошибок, что позволило ему опуститься ниже критического порога и проложить путь к созданию масштабных практических квантовых вычислительных машин.
Руководитель Google Quantum AI Хартмут Невен заявил, что Willow — это первая система с уровнем ошибок ниже порога, являющаяся на сегодняшний день самым убедительным прототипом масштабируемого логического квантового бита, который доказал осуществимость массовых практических квантовых компьютеров.
Несмотря на то, что количество квантовых битов Willow в 105 раз все еще недостаточно для взлома используемых в настоящее время алгоритмов шифрования криптовалют, это предвещает направление развития крупномасштабных практических квантовых вычислений. Это создает новые вызовы для области блокчейна и криптовалют.
В настоящее время алгоритм цифровой подписи эллиптической кривой (ECDSA) и хэш-функция SHA-256 широко применяются в транзакциях криптовалют, таких как биткойн. Исследования показывают, что квантовые алгоритмы теоретически могут взломать эти алгоритмы, хотя необходимое количество квантовых битов все еще очень велико.
Например, для взлома SHA-256 требуется сотни миллионов квантовых битов, а для взлома ECDSA — миллионы квантовых битов. Хотя текущие квантовые компьютеры еще не представляют собой реальную угрозу, с развитием технологий в будущем могут появиться достаточно мощные квантовые компьютеры, способные бросить вызов этим криптосистемам.
В транзакциях с биткойнами существует два основных типа адресов кошельков: "Оплата по открытомy ключу" (p2pk), использующий открытый ключ ECDSA, и "Оплата по хэшированному открытому ключу" (p2pkh), использующий хэш открытого ключа. Последний тип имеет большую долю, но при транзакциях открытый ключ становится доступным. Это означает, что как только появится достаточно мощный квантовый компьютер, злоумышленник может вскоре взломать закрытый ключ и украсть средства.
Таким образом, разработка технологий анти-количественного блокчейна, особенно обновление существующего блокчейна для противостояния количественным вычислениям, стало первоочередной задачей. Постквантовое шифрование (PQC) представляет собой новый класс шифровальных алгоритмов, способных противостоять атакам квантовых вычислений, и считается ключевой технологией для защиты безопасности блокчейна и криптовалют в будущем.
Некоторые исследовательские учреждения уже достигли прогресса в этой области. Например, некоторые учреждения завершили строительство возможностей постквантового шифрования для полного процесса Блокчейн, разработали криптографическую библиотеку, поддерживающую несколько стандартов NIST для постквантовых алгоритмов шифрования, и реализовали постквантовую TLS-коммуникацию. В то же время, для решения проблемы раздувания хранения постквантовых подписей, оптимизировав процесс консенсуса и снизив задержку чтения памяти, скорость обработки транзакций в анти-квантовом Блокчейн может достигать около 50% от скорости оригинальной цепи.
Кроме того, достигнуты прорывы в области постквантовой миграции многофункциональных криптографических алгоритмов. Некоторые команды разработали распределённый протокол управления ключами для алгоритма подписи Dilithium, который соответствует постквантовым стандартам подписи NIST. Это первый в отрасли эффективный постквантовый распределённый протокол пороговой подписи, который значительно улучшает производительность по сравнению с существующими решениями.
Хотя чип Willow от Google пока не представляет непосредственной угрозы для существующих криптосистем, он, безусловно, указывает направление для будущего развития квантовых вычислений. С постоянным прогрессом в области квантовых вычислений сфера криптовалют и блокчейна должна заранее подготовиться и активно вести исследования по квантовой технологии, чтобы гарантировать безопасность и стабильность в эпоху квантовых технологий.