क्रिप्टो अपनाने पर आर्थिक मॉडल चलाने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग

कई खातों के अनुसार, क्वांटम कंप्यूटिंग (क्यूसी), जो अपने बाइनरी 1 और 0 का प्रतिनिधित्व करने के लिए विद्युत चार्ज के बजाय परमाणु "स्पिन" का उपयोग करता है, एक घातीय दर से विकसित हो रहा है। यदि क्यूसी को कभी भी बड़े पैमाने पर साकार किया जाता है, तो यह मानव समाज के लिए एक वरदान हो सकता है, फसल की पैदावार में सुधार करने, बेहतर दवाओं को डिजाइन करने और अन्य लाभों के साथ सुरक्षित हवाई जहाज बनाने में मदद कर सकता है। 

क्रिप्टो क्षेत्र को भी लाभ हो सकता है। उदाहरण के लिए, पिछले हफ्ते ही, बैंक ऑफ कनाडा द्वारा संचालित एक परियोजना ने कनाडाई वित्तीय संगठनों के बीच क्रिप्टोकरेंसी को अपनाने का अनुकरण किया क्वांटम कंप्यूटिंग का उपयोग करना. 

बैंक ऑफ कनाडा में डेटा साइंस की निदेशक मरियम हाघघी ने एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा, "हम एक ऐसे शोध मामले पर क्वांटम कंप्यूटिंग की शक्ति का परीक्षण करना चाहते थे जिसे शास्त्रीय कंप्यूटिंग तकनीकों का उपयोग करके हल करना कठिन है।" 

लेकिन, दूसरों को चिंता है कि क्वांटम कंप्यूटिंग, इसकी असाधारण "क्रूर बल" शक्ति को देखते हुए, ब्लॉकचेन की क्रिप्टोग्राफ़िक संरचना को भी तोड़ सकती है, जिसने बिटकॉइन की सेवा की है (BTC) अपनी स्थापना के बाद से बहुत अच्छा है। वास्तव में, कुछ लोग कहते हैं कि यह केवल समय की बात है जब क्वांटम कंप्यूटर उन विशाल अभाज्य संख्याओं की पहचान करने में सक्षम होंगे जो बीटीसी निजी कुंजी के प्रमुख घटक हैं - यह मानते हुए कि कोई प्रतिवाद विकसित नहीं किया गया है। 

इन पंक्तियों के साथ, हाल ही में प्रकाशित एक पेपर परिकलित बीटीसी निजी कुंजी की नकल करने के लिए कितनी क्वांटम शक्ति की आवश्यकता होगी, यानी, "बिटकॉइन नेटवर्क में कुंजी के 256-बिट अण्डाकार वक्र एन्क्रिप्शन को तोड़ने के लिए आवश्यक भौतिक क्वैबिट की संख्या," जैसा कि पेपर के लेखकों द्वारा समझाया गया है, जो हैं ससेक्स विश्वविद्यालय से संबद्ध। 

निश्चित रूप से, यह कोई आसान काम नहीं होगा। बिटकॉइन का एल्गोरिदम जो सार्वजनिक कुंजी को निजी कुंजी में परिवर्तित करता है वह "एकतरफा" है, जिसका अर्थ है कि निजी कुंजी से सार्वजनिक कुंजी उत्पन्न करना आसान है लेकिन वर्तमान कंप्यूटर का उपयोग करके सार्वजनिक कुंजी से निजी कुंजी प्राप्त करना लगभग असंभव है। 

इसके अलावा, यह सब लगभग 10 मिनट में करना होगा, जो कि बिटकॉइन नेटवर्क पर सार्वजनिक कुंजी के उजागर होने या असुरक्षित होने का औसत समय है। यह भी माना जाता है कि सार्वजनिक कुंजी बीटीसी पते के समान है, जैसा कि बिटकॉइन के शुरुआती दिनों में बीटीसी पते उत्पन्न करने के लिए सार्वजनिक कुंजी को "हैश" करने के लिए केईसीसीएके एल्गोरिदम का उपयोग करने के आम अभ्यास बनने से पहले था। यह अनुमान लगाया गया है कि मौजूदा बिटकॉइन का लगभग एक-चौथाई हिस्सा अनहैश्ड सार्वजनिक कुंजी का उपयोग कर रहा है।

इन बाधाओं को देखते हुए, लेखकों का अनुमान है कि 1.9 मिनट के भीतर एकल बिटकॉइन निजी कुंजी को भेदने के लिए 10 बिलियन क्यूबिट की आवश्यकता होगी। क्यूबिट, या क्वांटम बिट्स, शास्त्रीय कंप्यूटिंग में "बिट्स" के अनुरूप हैं। तुलनात्मक रूप से, अधिकांश प्रोटो-क्यूसी कंप्यूटर आज 50-100 क्यूबिट तक समन कर सकते हैं, हालांकि आईबीएम का अत्याधुनिक ईगल क्वांटम प्रोसेसर 127 क्यूबिट का प्रबंधन कर सकता है। 

दूसरे तरीके से कहें तो, बड़े पैमाने पर फंसे आयन क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करके बिटकॉइन की सुरक्षा में सेंध लगाने के लिए आवश्यक 127 बिलियन के मुकाबले यह 1.9 क्यूबिट है, जैसा कि एवीएस क्वांटम साइंस पेपर में प्रस्तावित है।

मार्क वेबर, ससेक्स विश्वविद्यालय की स्पिन-आउट फर्म, यूनिवर्सल क्वांटम में क्वांटम वास्तुकार, और पेपर के मुख्य लेखक, कहा, "हमारी अनुमानित आवश्यकता […] सुझाव देती है कि बिटकॉइन को अभी के लिए क्वांटम हमले से सुरक्षित माना जाना चाहिए, लेकिन क्वांटम कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियां तेजी से बढ़ रही हैं और नियमित सफलताएं ऐसे अनुमानों को प्रभावित कर रही हैं और उन्हें अगले 10 वर्षों के भीतर एक बहुत ही संभावित परिदृश्य बना रही हैं।" 

क्या खतरा वास्तविक है?

क्या सच में बिटकॉइन की सुरक्षा में सेंध लग सकती है? "मुझे लगता है कि क्वांटम कंप्यूटर क्रिप्टोकरेंसी को तोड़ सकते हैं," जापान के रित्सुमीकन विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर ताकाया मियानो ने कॉइनटेग्राफ को बताया, "हालांकि, कुछ वर्षों में नहीं, बल्कि 10-20 वर्षों में।"

मियानो ने हाल ही में एक टीम का नेतृत्व किया जिसने बड़े पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटरों के हमलों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक अराजकता-आधारित स्ट्रीम सिफर विकसित किया।

डेविड चाउम ने पिछले साल कॉइनटेग्राफ के लिए लिखते हुए भी अलार्म बजाया था - केवल क्रिप्टो के लिए नहीं बल्कि व्यापक समाज के लिए भी:

“इंटरनेट पर इतने अधिक निर्भर समाज के लिए शायद सबसे भयावह बात यह है कि क्वांटम-स्तरीय कंप्यूटिंग हमारे सभी डिजिटल बुनियादी ढांचे को खतरे में डालती है। हमारा समकालीन इंटरनेट क्रिप्टोग्राफी पर बना है - निजी संचार और डेटा के भंडारण को सुरक्षित करने के लिए कोड और कुंजियों का उपयोग।

इस बीच, बिटकॉइन और ईथर जैसी क्रिप्टोकरेंसी के लिए (ETH), "जिनके लिए यह अवधारणा मौलिक है, एक पर्याप्त शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर का मतलब अरबों डॉलर के मूल्य की चोरी या संपूर्ण ब्लॉकचेन को पूरी तरह से नष्ट करना हो सकता है," चाउम ने जारी रखा।

परामर्श फर्म डेलॉइट ने कहा, 4 मिलियन से अधिक बीटीसी "जो संभावित रूप से क्वांटम हमले के प्रति संवेदनशील हैं"। अनुमान, एक संख्या जिसमें बिना हैश की गई सार्वजनिक कुंजियों का उपयोग करने वाले या बीटीसी पते का पुन: उपयोग करने वाले मालिक शामिल हैं, एक और मूर्खतापूर्ण अभ्यास। मौजूदा बाज़ार मूल्यों पर, यह राशि लगभग 171 बिलियन डॉलर जोखिम में है। 

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"व्यक्तिगत रूप से, मुझे लगता है कि हम इस समय एक अच्छा अनुमान लगाने में असमर्थ हैं" कि क्वांटम कंप्यूटरों को बीटीसी के एन्क्रिप्शन को तोड़ने में कितना समय लगेगा, डेलॉइट नीदरलैंड्स में क्वांटम सुरक्षा प्रमुख और विश्व आर्थिक मंच में प्रोजेक्ट फेलो, इटान बार्म्स, कॉइन्टेग्राफ को बताया। उन्होंने कहा, लेकिन, आज कई विशेषज्ञ 10-15 साल का अनुमान लगाते हैं। इनमें से कई अनुमान, समय की कमी के बिना एन्क्रिप्शन को तोड़ने के लिए भी हैं। यह सब 10 मिनट के भीतर करना अधिक कठिन होगा।

केवल बिटकॉइन ही नहीं, अन्य क्रिप्टोकरेंसी भी असुरक्षित हो सकती हैं, जिनमें प्रूफ-ऑफ-स्टेक (पीओएस) सत्यापन तंत्र वाले क्रिप्टोकरेंसी भी शामिल हैं; बिटकॉइन प्रूफ-ऑफ-वर्क (पीओडब्ल्यू) प्रोटोकॉल का उपयोग करता है। “यदि ब्लॉकचेन प्रोटोकॉल सार्वजनिक कुंजियों को पर्याप्त लंबे समय तक उजागर करता है, तो यह स्वचालित रूप से क्वांटम हमलों के तहत असुरक्षित हो जाता है,” भौतिक विज्ञानी और न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय में टिम बायर्न्स के क्वांटम अनुसंधान समूह के सदस्य मारेक नारोज्नियाक ने कॉइनटेग्राफ को बताया। "यह एक हमलावर को लेनदेन में जालसाज़ी करने या पीओएस सिस्टम के लिए ब्लॉक उत्पादकों की पहचान का प्रतिरूपण करने की अनुमति दे सकता है।" 

तैयारी का समय

ऐसा लगता है कि क्रिप्टो उद्योग को संभावित QC हमले के लिए तैयार होने में लगभग एक दशक का समय लग सकता है, और यह महत्वपूर्ण है। नारोज़्नियाक ने नोट किया:

"क्वांटम-सुरक्षित क्रिप्टोग्राफी मानकों को विकसित करने और वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले ब्लॉकचेन प्रोटोकॉल के लिए पर्याप्त फोर्क्स पर काम करने के लिए पर्याप्त समय है।"

जब उनसे पूछा गया कि क्या उन्हें विश्वास है कि 10 मिनट की बाधा टूटने से पहले हैकर्स को विफल करने के लिए पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी विकसित की जाएगी, तो डेलॉइट के बार्म्स ने एक हालिया पेपर का संदर्भ दिया। सह-लेखन किया एथेरियम ब्लॉकचेन के क्वांटम जोखिमों पर जो दो प्रकार के हमलों का वर्णन करता है: एक भंडारण हमला और एक पारगमन हमला। पहला "निष्पादित करना कम जटिल है, लेकिन इससे बचाव के लिए, आपको क्रिप्टोग्राफी एल्गोरिदम को बदलने की आवश्यकता नहीं है।" दूसरी ओर, उन्होंने कॉइनटेग्राफ को बताया:

“पारगमन हमले को अंजाम देना बहुत अधिक कठिन है और इससे बचाव करना भी अधिक कठिन है। ऐसे कुछ उम्मीदवार एल्गोरिदम हैं जिनके बारे में माना जाता है कि वे क्वांटम हमलों के प्रति प्रतिरोधी हैं। हालाँकि, उन सभी में प्रदर्शन संबंधी कमियाँ हैं जो ब्लॉकचेन की प्रयोज्यता और मापनीयता के लिए हानिकारक हो सकती हैं।

एक हाथ की दौड़?

इस क्षेत्र में जो कुछ सामने आ रहा है, वह एक प्रकार की हथियारों की होड़ प्रतीत होती है - जैसे-जैसे कंप्यूटर अधिक शक्तिशाली होते जाएंगे, खतरे से निपटने के लिए रक्षात्मक एल्गोरिदम विकसित करना होगा। 

"यह समग्र पैटर्न वास्तव में हमारे लिए कोई नई बात नहीं है," नारोज़्नियाक ने कहा। "हम इसे अन्य उद्योगों में भी देखते हैं।" नवाचारों को पेश किया जाता है, और अन्य लोग उन्हें चुराने की कोशिश करते हैं, इसलिए चोरी संरक्षण तंत्र विकसित किए जाते हैं, जो और भी अधिक चतुर चोरी उपकरणों को उकसाते हैं। 

“जो बात इस क्वांटम-सुरक्षित क्रिप्टोग्राफी मामले को थोड़ा अलग बनाती है वह यह है कि क्वांटम एल्गोरिदम अधिक कठोर परिवर्तन लागू करता है। आख़िरकार, वे उपकरण अलग-अलग भौतिकी पर आधारित होते हैं और कुछ समस्याओं के लिए वे अलग-अलग कम्प्यूटेशनल जटिलताएँ पेश करते हैं,'' नारोज़्नियाक ने कहा।

दरअसल, क्यूसी क्वांटम यांत्रिकी की एक अलौकिक गुणवत्ता का उपयोग करता है जिससे एक इलेक्ट्रॉन या परमाणु कण एक ही समय में दो अवस्थाओं में हो सकता है। शास्त्रीय कंप्यूटिंग में, एक विद्युत आवेश सूचना को 0 या 1 के रूप में दर्शाता है और यह निश्चित है, लेकिन क्वांटम कंप्यूटिंग में, एक परमाणु कण 0 और 1, या 1 और 1, या 0 और ए दोनों हो सकता है। 0, आदि। यदि इस अनूठी गुणवत्ता का उपयोग किया जा सकता है, तो कंप्यूटिंग शक्ति कई गुना बढ़ जाएगी, और शोर के एल्गोरिदम के साथ जोड़ा गया क्यूसी का विकास - पहली बार 1994 में एक सैद्धांतिक संभावना के रूप में वर्णित किया गया था, लेकिन जल्द ही एक व्यापक वास्तविकता बन जाएगी, कई लोगों का मानना ​​​​है - यह भी खतरा है आरएसए एन्क्रिप्शन को तोड़ने के लिए, जिसका उपयोग वेबसाइटों और ईमेल सहित अधिकांश इंटरनेट में किया जाता है। 

"हाँ, यह एक बहुत ही कठिन और रोमांचक हथियारों की दौड़ है," मियानो ने कॉइनटेग्राफ को बताया। “कंप्यूटर में प्रगति और मशीनों पर चलने वाले गणितीय एल्गोरिदम के कारण क्रिप्टो सिस्टम पर हमले - जिनमें साइड-चैनल हमले भी शामिल हैं - अधिक से अधिक शक्तिशाली होते जा रहे हैं। अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली एल्गोरिदम के उद्भव के कारण किसी भी क्रिप्टोसिस्टम को अचानक तोड़ा जा सकता है।

वित्तीय संबंधों का अनुकरण 

हालाँकि, किसी को यह नहीं मानना ​​चाहिए कि क्रिप्टो क्षेत्र पर क्वांटम कंप्यूटिंग का प्रभाव पूरी तरह से हानिकारक होगा। बैंक ऑफ कनाडा में उपरोक्त संदर्भित कार्यक्रम का नेतृत्व करने वाली कंपनी मल्टीवर्स कंप्यूटिंग के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी सैमुअल मुगेल ने बताया कि पायलट में, वे वित्तीय संबंधों के एक नेटवर्क का अनुकरण करने में सक्षम थे जिसमें एक फर्म जो निर्णय ले सकती थी, वे थे अन्य फर्मों के निर्णयों पर अत्यधिक निर्भर, कॉइन्टेग्राफ को आगे समझाते हुए:

“इस तरह के गेम थ्योरी नेटवर्क को सामान्य सुपर कंप्यूटरों के लिए हल करना बहुत कठिन है क्योंकि अधिक इष्टतम व्यवहारों को अनदेखा किया जा सकता है। क्वांटम कंप्यूटर के पास इस प्रकार की समस्या से अधिक कुशलता से निपटने के तरीके हैं।

क्वांटम यांत्रिकी पर आधारित उपकरण संभावित रूप से अन्य अनूठी संभावनाएं प्रदान करते हैं, नारोज़्नियाक ने कहा, “उदाहरण के लिए, शास्त्रीय राज्यों के विपरीत, क्वांटम राज्यों की प्रतिलिपि नहीं बनाई जा सकती है। यदि डिजिटल टोकन को क्वांटम राज्यों का उपयोग करके दर्शाया जाता है, तो नो-क्लोनिंग प्रमेय स्वचालित रूप से उन्हें दोहरे खर्च होने से बचाएगा।

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नारोज़्नियाक ने कहा कि क्वांटम उलझाव का इस्तेमाल क्वांटम स्मार्ट अनुबंधों को सुरक्षित करने के लिए भी किया जा सकता है। "यदि स्मार्ट अनुबंध को सहमति के अनुसार निष्पादित नहीं किया जाता है, तो अनुबंध के निष्पादन के दौरान टोकन उलझ सकते हैं, जिससे दोनों पक्षों को अंततः नुकसान हो सकता है।"

पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का विकास करना

कुल मिलाकर, क्वांटम कंप्यूटिंग से क्रिप्टोवर्स के लिए खतरा वास्तविक प्रतीत होता है, लेकिन क्रिप्टो की अंतर्निहित क्रिप्टोग्राफ़ी को तोड़ने के लिए भारी शक्ति की आवश्यकता होगी, और हैकर्स को कड़े समय की बाधाओं के तहत भी काम करना होगा - बीटीसी निजी कुंजी को भेदने के लिए केवल 10 मिनट का समय होगा, उदाहरण के लिए। क्वांटम कंप्यूटिंग के उपयोग के माध्यम से बिटकॉइन के अण्डाकार वक्र एन्क्रिप्शन को तोड़ने की वास्तविकता भी कम से कम एक दशक दूर है। लेकिन, उद्योग को अभी से ही निवारक उपाय विकसित करने की आवश्यकता है। बर्मेस ने कहा, "मैं कहूंगा कि हमें समय पर तैयार रहना चाहिए, लेकिन हमें इस पर गंभीरता से काम करना शुरू करना होगा।"

वास्तव में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में कंप्यूटर विज्ञान प्रभाग के प्रोफेसर डॉन सॉन्ग ने कॉइनटेग्राफ को बताया, "पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टो में" अब काफी मात्रा में शोध हो रहा है:

"यह महत्वपूर्ण है कि हम क्वांटम-प्रतिरोधी, या पोस्ट-क्वांटम, क्रिप्टोग्राफी विकसित करें ताकि जब क्वांटम कंप्यूटर वास्तव में पर्याप्त शक्तिशाली हों तो हमारे पास विकल्प तैयार हों।"