양자 컴퓨팅의 cryptocurrency에 대한 위협은 무엇입니까?

양자 컴퓨팅 이해

양자 컴퓨팅은 데이터에 대한 작업을 수행하기 위해 중첩 및 얽힘 과 같은 양자 역학 의 원리를 활용하는 계산에 대한 혁신적인 접근법입니다. 비트 (0 및 1)를 사용하여 정보를 처리하는 클래식 컴퓨터와 달리, 양자 컴퓨터는 큐 비트를 사용하여 방대한 양의 데이터를 동시에 처리 할 수 ​​있습니다. 이 기능은 양자 컴퓨터가 특정 유형의 문제에 대해 현재 시스템보다 수천 배 더 강력하게 만듭니다.

블록 체인 기술을 포함한 대부분의 최신 디지털 보안 시스템을 뒷받침하는 암호화 의 맥락 에서이 계산 능력은 상당한 위험을 초래합니다. 오늘날의 거래를 확보하는 알고리즘은 양자 공격에 노출 될 때 취약해질 수 있습니다.

RSA 및 ECC 암호화 취약점

많은 cryptocurrency 프로토콜 의 백본은 비대칭 암호화 , 특히 RSA 및 타원 곡선 암호화 (ECC) 에 의존합니다. 이러한 암호화 방법은 정수 인수 화 또는 이산 로그 와 같은 수학적 문제를 해결하기가 어려운 경우, 클래식 컴퓨터가 계산적으로 비싸다는 작업을 기반으로합니다.

그러나 1994 년 Peter Shor가 개발 한 양자 알고리즘 인 Shor의 알고리즘은 충분히 대량의 양자 컴퓨터를 사용하여 이러한 문제를 효율적으로 해결할 수 있습니다. 규모로 구현되면 Bitcoin 및 Ethereum에 사용 된 곡선 인 RSA-2048 또는 SECP256K1을 끊어 개인 키를 효과적으로 손상시키고 자금을 노출시킬 수 있습니다.

블록 체인 서명 체계에 미치는 영향

대부분의 cryptocurrency는 디지털 서명을 사용하여 거래를 검증합니다. 예를 들어, Bitcoin은 Quantum 공격에 취약한 ECDSA (타원 곡선 디지털 서명 알고리즘)를 사용합니다. 강력한 충분한 기계에 액세스 할 수있는 양자 대적은 공개 키에서 사용자의 개인 키를 도출하여 거래를 위조하고 자금을 훔칠 수 있습니다.

더욱이, 블록 체인 네트워크가 주소 재사용 보호 또는 전방 비밀을 구현하지 않으면, 양자 해독이 가능 해지면 이전에 사용 된 주소조차도 취약해질 수 있습니다. 이 시나리오는 양자 저항성 서명 체계가 없는 레거시 시스템이 어떻게 소급 활용에 직면 할 수 있는지를 강조합니다.

가능한 대책 및 퀘 폭스 암호화

양자 컴퓨팅으로 인한 위험을 완화하기 위해 연구원들은 퀘 폭스 암호화 알고리즘을 개발하고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 격자 기반 암호화
• 괄약근+ 와 같은 해시 기반 서명
• McEliece 와 같은 코드 기반 암호화
• 다변량-분당 방정식 기반 시스템

이 대안은 양자 공격에 저항하도록 설계되었으며 NIST의 퀘 폭스 암호화 표준화 프로젝트 와 같은 이니셔티브를 통해 표준화되고 있습니다. 이러한 체계를 기존 블록 체인에 통합하려면 광범위한 업그레이드와 하드 포크가 필요하지만 장기 보안에는 중요합니다.

양자 저항성 원장 (QRL) 과 같은 일부 프로젝트는 이미 양자 위협에 대한 네트워크를 미래에 보장하기 위해 해시 기반 서명을 채택했습니다.

암호 화폐에 대한 현재의 양자 상태

이론적 위험에도 불구하고, 암호 화폐에 대한 실질적인 양자 공격은 단기적으로 가능성이 없다. 현재로서는 공개적으로 사용 가능한 양자 컴퓨터에는 일반적으로 사용되는 암호화 표준을 깨기 위해 필요한 안정적인 큐 비트가 없습니다. 대부분의 양자 프로세서는 Shor 알고리즘을 효과적으로 실행하는 데 필요한 수천 개의 오류 수정 큐 비트보다 훨씬 낮은 수십에서 수백 개의 시끄러운 큐빗 범위에서 작동합니다.

그럼에도 불구하고, 암호화 커뮤니티는 사전 예방 적으로 준비하고 있으며 , 일단 실행 가능한 양자 컴퓨터가 나타나면 전통적인 비대칭 암호화에 의존하는 모든 시스템이 위험에 처할 것임을 인식하고 있습니다. 이 준비에는 분산 된 네트워크의 알고리즘 업그레이드 및 인프라 변경이 모두 포함됩니다.

양자 저항을 향한 작동 단계

양자 위협으로부터 블록 체인을 보호하려는 개발자 및 프로토콜 관리자의 경우 다음은 몇 가지 권장 단계가 있습니다.

• 취약한 구성 요소를 식별하기 위해 암호화 종속성을 감사합니다 .
• 쿼터 후 서명 체계를 지갑 소프트웨어 및 노드 구현에 통합하십시오 .
• 주소 재사용에 대해 사용자에게 교육 하고 가능한 한 일회성 사용 주소를 홍보하십시오.
• NIST 표준화 진행 상황을 모니터링하여 승인 된 쿼터 알고리즘을 채택합니다.
• 전환 단계에서 고전 및 양자-안전 알고리즘을 결합한 하이브리드 암호화 모델을 구현하십시오 .

각 단계에는 보안을 향상시키면서 후진 호환성을 보장하기 위해 이해 관계자 간의 신중한 계획, 테스트 및 조정이 포함됩니다.

자주 묻는 질문

Q : 양자 컴퓨터는 Bitcoin 더 빨리 채굴 할 수 있습니까? A : 양자 컴퓨터는 이론적으로 특정 해싱 프로세스를 최적화 할 수 있지만 Bitcoin 채굴은 주로 Grover의 알고리즘과 같은 알려진 양자 속도에 저항하는 SHA-256 에 주로 의존합니다. 따라서 양자 채굴 이점은 고전적인 ASIC 농장에 비해 제한적입니다.

Q : 모든 암호 화폐는 양자 공격에 똑같이 취약합니까? A : No. ECDSA 또는 유사한 체계를 사용하는 Cryptocurrencies가 더 취약합니다. 양자 내성 서명을 탐색하거나 구현하는 사람들은 상당히 안전합니다.

Q : 양자 위협이 cryptocurrency 보안에 영향을 미치는 것을 얼마나 빨리 기대해야합니까? A : 현재의 기술 궤적을 가정 할 때 실질적인 양자 공격은 수십 년이 걸릴 것입니다. 그러나 암호화 전환에 필요한 긴 리드 타임으로 인해 사전 조치가 권장됩니다.

Q : SHA-256과 같은 대칭 암호화도 양자 컴퓨팅의 위험이 있습니까? A : 대칭 암호화는 덜 취약합니다. Grover의 알고리즘은 효과적인 강도를 줄일 수 있지만, 두 배의 주요 크기 (예 : 128 비트에서 256 비트로 이동)는 양자 적대에 대한 충분한 저항을 제공합니다.