Sıfır Bilgi Teknolojisi, Bitcoin’in Kuantum Direncinin Anahtarıdır

Kuantum bilişim araştırmacıları kutlama yaparken atkı atılımın ardından, Web3'ün 4 trilyon dolarlık varlık tabanı işleyen bir zaman bombasının tehdidiyle karşı karşıya. Geçen Aralık, Google duyurdu kuantum Willow çiplerinin, en gelişmiş bir süper bilgisayarın on dakika sürecek bir hesaplamayı beş dakikadan kısa sürede gerçekleştirdiğini septilyon yıl (evrenimizin yaşından yaklaşık 100 trilyon kat daha uzun). İlaç keşfi, malzeme bilimi, finansal modelleme ve her türlü optimizasyon problemleri, kuantum sayesinde altın çağını yaşayacak. Ancak matematiksel problemler üzerine kurulu ve klasik bilgisayarların pratikte çözemediği modern şifrelemenin çoğu, kuantum bilgisayarlar tarafından anında kırılabilir.

Web3’te, rakipler kuantum teknolojisi olgunlaştığında çözmek üzere şimdiden şifrelenmiş blok zinciri verilerini topluyor. Kriptoya yapılan bir yatırım, özü itibariyle, kuantum bilişimin doğrudan tehdit ettiği kriptografinin bütünlüğüne yapılan bir yatırımdır.

Neyse ki, araştırmacılar, özel sıfır bilgi (ZK) kriptografinin, sektörün en değerli blok zincirlerini kuantum saldırılarına karşı koruyabileceğini gösterdi; böylece Web3, yeni antibiyotiklerden son derece optimize edilmiş tedarik zincirlerine kadar kuantumun faydalarından yararlanırken, aynı zamanda tehlikelere karşı da izole edilmiş olur.

Kuantum Üstünlüğü

22 Ekim'de Google, doğrulanabilir sonuçlar yayınladı Doğa kuantum çipinin “moleküllerden mıknatıslara ve kara deliklere kadar doğadaki sistemlerin yapısını öğrenmede faydalı olduğunu, dünyanın en hızlı süper bilgisayarlarından birinde en iyi klasik algoritmadan 13.000 kat daha hızlı çalıştığını” gösteriyor. Bu sonuçları şaşırtıcı kılan ise, daha önceki örnek gibi yapay bir ölçüt yerine, doğrudan bilimsel faydaları olan uygulamalı problemlere dayanmasıdır.

Kuantumun insan bilgisine sağladığı açık faydalara rağmen, genel kriptografi ve özellikle yaklaşık 4 trilyon dolar değerindeki dijital varlık tabanı için inkâr edilemez bir tehdit oluşturmaktadır. İnsan Hakları Vakfı, bir rapor altı milyondan fazla BTC’nin erken, “kuantum açısından savunmasız” hesap tiplerinde olduğunu gösteriyor, bunlar arasında Satoshi’nin hareketsiz 1,1 milyon BTC’si de bulunuyor. Bunlar muhtemelen ilk “Q Günü” (kuantumun halka açık anahtar şifrelemesini kıracak kadar güçlü hale geldiği gün) kayıpları olacak.

Hem Ethereum hem de Bitcoin, ünlü şekilde Elliptic Curve Dijital İmza Algoritması (ECDSA) üzerine kuruludursavunmasız 1990'larda büyük tam sayıların asal çarpanlarını hızla hesaplamak için tasarlanmış bir kuantum algoritması olan “Shor’un algoritmasına,” klasik bilgisayarlar için tamamen çözülemez olan bir probleme yönelik. Kuantumun teorik olarak mümkün olduğu bile düşünülmektedir.halihazırda kırılmış Bitcoin; henüz farkına varmadık.

Ve yine de, birçok araştırmacı tehdidi küçümsedi. Cypherpunk şöhretine sahip Jameson Lopp paylaşıldı X üzerinde “kuantum hesaplama hakkındaki korku ve belirsizliğin, kuantum hesaplamanın kendisinden çok daha büyük bir tehdit olma ihtimali yüksek.” Başka bir deyişle, korkmamız gereken tek şey, korkunun kendisidir. Ancak kime sorarsanız sorun, kuantum tehdidi sıfır değildir. Vitalik Buterin, kuantumun Ethereum’u 2030 yılına kadar kırma olasılığını %20 olarak değerlendiriyor. Ve bu, hazırlıklı olmamız gerektiği anlamına geliyor.

Zaman çizelgesi çok önemlidir. Şimdi hasat et, daha sonra şifreyi çözmek, zaman çizelgesini çok daha önceye çekiyor. Potansiyel saldırganlar (ülkeleri ve hacker gruplarını da içeren) kuantum çağına girildiğinde kırmak amacıyla cüzdan yedeklerinden borsa saklama verilerine kadar şifrelenmiş blok zinciri verilerini stokluyorlar. Ağa iletilen her işlem, ortaya çıkan her açık anahtar, gelecekteki saldırılar için mühimmat haline geliyor. Kuantum dirençli kriptografi uygulama penceresi her geçen çeyrek daralıyor.

Sıfır Bilgiye Giriş

Sıfır bilgi (ZK) kriptografinin güzelliği, zarafetinde ve sadeliğinde yatar. Bir kanıtlayıcı, doğrulayıcıyı, geçerliliğin kendisi dışında herhangi bir bilgi ifşa etmeden bir şeyin doğru olduğuna ikna edebilir. ZK teknolojisi olgunlaştıkça, kanıt süreleri saatlerden saniyelere düştü, kanıt boyutları ise megabaytlardan kilobaytlara küçüldü. Özellikle yapay zeka için hesaplama maliyeti yüksek kalmaya devam etmekte olup, bu durum faydasını Web3, geleneksel bankacılık ve savunma gibi yüksek riskli ortamlara sınırlamaktadır.

Zero-knowledge ve kuantum

İlk bakışta, sıfır bilgi teknolojisinin kuantum saldırılarından blok zincirlerini nasıl koruyabileceği pek belli olmayabilir. Sıfır bilgi kanıtları, altta yatan herhangi bir bilgiyi ifşa etmeden bir şeyin doğru olduğunu kanıtlamanın bir yolu olan gizlilik araçlarıdır. Ancak aynı gizliliği koruyan teknikler, kuantuma dayanıklı matematik üzerine inşa edilerek ZK'yı blok zincirleri için geniş kapsamlı bir kalkan haline getirebilir. Güçlü kuantum makinelerinin bile zorlandığı problemlere dayanan hash tabanlı kanıtlar (zk-STARK’lar kullanılarak) ve kafes tabanlı kanıtlar, kuantuma duyarlı eliptik eğrilere dayanmaz.

Ancak kuantuma dirençli sıfır bilgi (ZK) kanıtları, günümüz versiyonlarına göre daha büyük ve ağırdır. Bu durum, onları saklamayı zorlaştırmakta ve sınırlı alanı olan blokzincirlerinde doğrulamayı daha maliyetli hale getirmektedir. Ancak faydası büyüktür: bu kanıtlar, zincir üzerindeki milyarlarca varlığı koruma yolu sunmaktadır olmaksızın temel protokolün acil ve riskli bir şekilde revize edilmesine ihtiyaç duyuyor.

Başka bir deyişle, ZK blok zincirlerine esnek bir yükseltme yolu sunar. Ağlar, imza sistemlerinin tamamını bir gecede değiştirmek yerine, işlemelere kademeli olarak kuantum güvenli ZK kanıtları ekleyebilir — böylece geçiş sürecinde eski ve yeni kriptografi birlikte var olabilir.

Web3 için kuantum faydası

Günümüz bilgisayarları yalnızca rastgeleliği taklit edebilir. “Rastgele” sayılar üretmek için formüller kullanırlar, ancak bu sayılar nihayetinde öngörülebilir bir süreç tarafından üretilir. Bu, bir blokzinciri sisteminin bazı bölümlerinin — örneğin, hangi doğrulayıcının bir sonraki bloğu teklif edeceğinin seçilmesi ya da merkeziyetsiz bir piyango kazananının belirlenmesi — kötü niyetli aktörlerin finansal çıkarlarına uygun şekilde ince bir şekilde etkilenebileceği anlamına gelir. Ancak bu yılın başlarında, kuantum araştırmacıları başarı sağladı olağanüstü bir kilometre taşı: sertifikalı rastgelelik.

Kuantum sistemleri, bir fotonun spininden veya bir parçacığın bozunmasından gibi doğal, tahmin edilemez fenomenlerden yararlanır. Bu, klasik bilgisayarların sağlayamayacağı gerçek, taklit edilemez rastgeleliktir.

Blokzincirler için bu büyük bir gelişmedir. Web3 ekosistemi, blokzincirlerin temel mekanizmalarını çalıştıran çekirdek süreçleri beslemek için kamuya açık, kuantum destekli rastgelelik işaretine ihtiyaç duymaktadır. Kuantum ile, adil, müdahale edilemez ve manipüle edilmesi imkansız bir sistem inşa edebiliriz. Bu, merkeziyetsiz piyangolar ve doğrulayıcı seçimi konularındaki uzun süredir devam eden kusurları giderecek bir çözüm olacaktır.

İşte mesele burada yatıyor. Web3, kuantum bilgisayarlar olgunlaşmadan önce kuantuma dirençli kriptografi konusunda ciddi adımlar atacak mı? Tarih, merkezsiz sistemlerin doğasında bulunan merkezi koordinasyon eksikliği nedeniyle büyük blok zinciri protokollerinin temel katman yükseltmelerinin yıllar sürebileceğini göstermektedir. Ancak, sektör ECDSA'nın kuantum tarafından kırılmasını bekleyemez.

Kesin zaman çizelgesi üzerinde tartışabiliriz, ancak kuantum geleceği yaklaşan bir kesinliktir. ZK, bu geçiş sürecinde Web3’ü koruyabilir ve kuantum tehditlerini kuantum fırsatlarına dönüştürebilir.

Harekete geçme zamanı şimdi, henüz varken.