Чому квантові комп’ютери не загрожують Біткоїну

Квантові та суперкомп’ютери

Квантові комп’ютери використовують у своїй роботі принципи квантової механіки. Суто з практичної точки зору вони дозволяють забезпечити значно більшу продуктивність і виконувати більшу кількість обчислень порівняно з традиційними моделями. Річ у тому, що квантові комп’ютери оперують не бітами (що можуть бути або 0, або 1), а кубітами (які одночасно є і 0, і 1).

Наприклад, IBM представила модель квантового суперкомп’ютера з 433 кубітами, але компанія планує досягти потужності у 4000 кубітів вже до 2025 року. Також варто звернути увагу на суперкомп’ютери, під якими розуміють найпотужніші системи, що дозволяють виконувати дуже велику кількість обчислень і працювати з великими обсягами даних.

З 1993 року регулярно оновлюється рейтинг Топ-50 суперкомп’ютерів у світі. Станом на кінець 2022 року (останнє оновлення) світовими лідерами є Frontier (США) з потужністю у 1102-1685 петафлопсів, Fugaku (Японія) – 442-537 петафлопсів та LUMI (ЄС/Фінляндія) – 309-428 петафлопсів.

Тож виникає наступне питання: чи може якийсь з цих комп’ютерів (чи у гіршому випадку всі комп’ютери загалом) атакувати блокчейн Біткоїна? Наприклад, всі чули про «атаку 51%», коли зловмисник може переписати коректну історію блокчейну на сфабрикований варіант у разі, якщо матиме контроль над 51% мережі.

Але не будемо довго тримати інтригу: ані жоден з вищенаведених комп’ютерів, ані всі вони загалом не можуть навіть теоретично завдати шкоди Біткоїну. Чому? Тому що їхніх обчислювальних ресурсів недостатньо, і відрив зростає у геометричній прогресії щороку. Так, наразі сукупна потужність мережі Біткоїна більша за Топ-500 суперкомп’ютерів у понад 630 000 разів.

Тобто навіть, якщо уряди й великі корпорації об’єднаються, вони не зможуть успішно атакувати Біткоїн і перевиконати необхідний обсяг роботи. Цікаво, що Біткоїн обійшов сукупні потужності суперкомп’ютерів уже за два роки свого існування (ще у 2011 році). Отже, Біткоїн у черговий раз доводить перевагу децентралізованих систем над централізованими.

Інші ймовірні виклики

Хоча очевидно, що навіть найновіші й найпотужніші комп’ютери не можуть становити жодної загрози для сталої роботи блокчейну Біткоїна, розглянемо вірогідність виникнення додаткових проблем, що можуть вплинути на процеси, що відбуваються в Біткоїн-екосистемі. Наприклад, чи можуть останні моделі суперкомп’ютерів отримати перевагу в майнінгу, таким чином впливаючи на видобуток блоків і підтвердження транзакцій? Звичайно, навіть у разі успіху, вони не зможуть сфабрикувати транзакції, адже вони перевіряються незалежно нодами. Втім їхня перевага у майнінгу могла б стати їм у пригоді в плані отримання винагороди за видобуток блоків та сприяти централізації майнінгової галузі.

Сьогодні новітні моделі комп’ютерів активно застосовуються навіть у чистій математиці для перевірки та підтвердження гіпотез. Проте варто підкреслити, що, хоча майнери й виконують великий обсяг роботи, вона не має нічого спільного із дедукцією, що застосовується у чистій математиці. Майнери намагаються підібрати випадкову комбінацію символів, що дозволить згенерувати хеш заданого рівня складності. Це можна порівняти з грою в кості, де майнери мають досягти суми не більше за заздалегідь визначене число.

Отже, інноваційні комп’ютери не матимуть жодної переваги над «асіками», що спеціально створені для такого типу роботи. Окрім технологічних аспектів, є й економічні: використання квантових чи суперкомп’ютерів для майнінгу призводити до того, що витрати на їхню роботу й обслуговування перевищуватимуть дохід від видобутку блоків. Таким чином, майнінг теж не постраждає від таких технологічних інновацій.

Насамкінець варто проаналізувати можливі загрози щодо підбору seed-фраз такими комп’ютерами. Хоча це не зможе зашкодити стабільності блокчейну Біткоїна як системи, існує вірогідність привласнення коштів інших власників монет у разі вдалого підбору. Але наразі кількість можливих комбінацій ще занадто велика навіть для найінноваційніших комп’ютерів. Так, seed-фраза з 12 слів має 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 можливих комбінацій, тобто вірогідність винайти гаманець, на якому є монети, майже неможливе завдання.

Чи ймовірні загрози у майбутньому, якщо передбачити, що комп’ютери ставатимуть дедалі потужнішими? Наприклад, seed-фраза з 24 слів має ще більше варіантів, а passphrase (13 чи 25 слово) ще значно збільшує складність перебору, адже користувач може створити passphrase з будь-якої комбінації символів. А у разі використання мультипідпису з декількома гаманцями, що необхідні для підтвердження транзакцій, завдання стає експоненційно складнішим.

Отже, навіть ті інструменти, що існують зараз, будуть здатні захистити приватні ключі та seed-фрази від вірогідного підбору з боку шахраїв, які можуть покладатися на новітні комп’ютери. До того ж останні тенденції свідчать про те, що інноваційні розробки та нові апаратні рішення сприятимуть ускладненню складності злому чи підбору конфіденційної інформації значно швидше за зростання потужностей суперкомп’ютерів.

Висновки

Квантові та суперкомп’ютери досягають значно більшої обчислювальних результатів у порівнянні з традиційними моделями. Проте потужність мережі Біткоїна в сотні тисяч разів вища за Топ-500 найпотужніших комп’ютерів. Окрім того, всі ці комп’ютери також не можуть створити реальні загрози у сфері майнінгу чи підбору seed-фраз. Таким чином, будь-які виклики у цій сфері є надуманими, адже вони ігнорують ступені захисту, що реалізовані зараз і будуть додані в майбутньому на всіх рівнях функціонування екосистеми Біткоїна.