Почему квантовые компьютеры не угрожают Биткоину

Квантовые и суперкомпьютеры

Квантовые компьютеры используют в своей работе принципы квантовой механики. Сугубо с практической точки зрения они позволяют обеспечить значительно большую производительность и выполнять большее количество вычислений по сравнению с традиционными моделями. Дело в том, что квантовые компьютеры оперируют не битами (которые могут быть или 0, или 1), а кубитами (которые одновременно и 0, и 1).

К примеру, IBM представила модель квантового суперкомпьютера с 433 кубитами, но компания планирует достичь мощности в 4000 кубитов уже к 2025 году. Также стоит обратить внимание на суперкомпьютеры, под которыми понимают самые мощные системы, позволяющие выполнять большое количество вычислений и работать с большими объемами данных.

С 1993 года регулярно обновляется рейтинг топ-50 суперкомпьютеров в мире. По состоянию на конец 2022 года (последнее обновление) мировыми лидерами являются Frontier (США) с мощностью в 1102–1685 петафлопсов, Fugaku (Япония) – 442–537 петафлопсов и LUMI (ЕС/Финляндия) – 309–428.

Возникает следующий вопрос: может ли какой-либо из этих компьютеров (или в худшем случае все компьютеры) атаковать блокчейн Биткоина? Например, все слышали об «атаке 51%», когда злоумышленник может переписать корректную историю блокчейна на сфабрикованный вариант, в случае если будет иметь контроль над 51% сети.

Но не будем долго хранить интригу: ни один из вышеприведенных компьютеров, ни все они вместе взятые не могут даже теоретически нанести ущерб Биткоину. Почему? Потому что их вычислительных ресурсов недостаточно, и отрыв растет в геометрической прогрессии каждый год. Так, сейчас совокупная мощность сети Биткоина больше Топ-500 суперкомпьютеров более чем в 630 000 раз.

То есть даже если правительства и крупные корпорации объединятся, они не смогут успешно атаковать Биткоин и перевыполнить необходимый объем работы. Интересно, что Биткоин обошел совокупные мощности суперкомпьютеров уже через два года своего существования (еще в 2011 году). Следовательно, Биткоин в очередной раз доказывает преимущество децентрализованных систем над централизованными.

Другие вероятные вызовы

Хотя очевидно, что даже самые новые и мощные компьютеры не могут представлять никакой угрозы для постоянной работы блокчейна Биткоина, рассмотрим вероятность возникновения дополнительных проблем, которые могут повлиять на происходящие в Биткоин-экосистеме процессы. Например, могут ли последние модели суперкомпьютеров получить преимущество в майнинге, таким образом влияя на добычу блоков и подтверждение транзакций? Конечно, даже в случае успеха они не смогут сфабриковать транзакции, ведь проверяются независимо нодами. Впрочем, их преимущество в майнинге могло бы пригодиться в плане получения вознаграждения за добычу блоков и содействовать централизации майнинговой отрасли.

Сегодня новейшие модели компьютеров активно используются даже в чистой математике для проверки и подтверждения гипотез. Однако следует подчеркнуть, что, хотя майнеры и выполняют большой объем работы, она не имеет ничего общего с дедукцией, применяемой в чистой математике. Майнеры пытаются подобрать случайную комбинацию символов, что позволит сгенерировать хеш заданного уровня сложности. Это сравнимо с игрой в кости, где майнеры должны достичь суммы, которая не больше заранее определенного числа.

Следовательно, инновационные компьютеры не будут иметь никакого преимущества над «асиками», специально созданными для такого типа работы. Кроме технологических аспектов есть и экономические: использование квантовых или суперкомпьютеров для майнинга приводит к тому, что затраты на их работу и обслуживание будут превышать доход от добычи блоков. Таким образом, майнинг тоже не пострадает от подобных технологических инноваций.

В заключение следует проанализировать возможные угрозы подбора seed-фраз такими компьютерами. Хотя это не сможет навредить стабильности блокчейна Биткоина как системы, существует вероятность присвоения средств других владельцев монет в случае удачного подбора. Но пока количество возможных комбинаций еще слишком велико даже для самых инновационных компьютеров. Так, seed-фраза из 12 слов имеет 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 возможных комбинаций, то есть вероятность отыскать кошелек, на котором есть монеты, практически неосуществимая задача.

Возможны ли угрозы в дальнейшем, если предположить, что компьютеры будут становиться все более мощными? Например, seed-фраза из 24 слов имеет еще больше вариантов, а passphrase (13 или 25 слов) значительно увеличивает сложность перебора, поскольку пользователь может создать passphrase из любой комбинации символов. А в случае использования мультиподписи с несколькими кошельками, необходимыми для подтверждения транзакций, задача становится экспоненциально сложнее.

Следовательно, даже те инструменты, которые есть сейчас, будут способны защитить частные ключи и seed-фразы от вероятного подбора со стороны мошенников, полагающихся на новейшие компьютеры. К тому же последние тенденции свидетельствуют о том, что инновационные разработки и новые аппаратные решения будут способствовать усложнению взлома или подбора конфиденциальной информации значительно быстрее, чем растет мощность суперкомпьютеров.

Выводы

Квантовые и суперкомпьютеры достигают значительно большего вычислительного результата по сравнению с традиционными моделями. Однако мощность сети Биткоина в сотни тысяч раз выше Топ-500 самых мощных компьютеров. Кроме того, все эти компьютеры также не могут создать реальных угроз в сфере майнинга или подбора seed-фраз. Таким образом, любые вызовы в этой сфере надуманны, поскольку игнорируют ступени защиты, которые реализованы сейчас и будут добавлены в дальнейшем на всех уровнях функционирования экосистемы Биткоина.