Budoucnost je děsivá. Zatímco lidstvo se na ni teprve začíná připravovat, Algorand už je připraven

Budoucnost pravděpodobně přinese obrovskou výpočetní revoluci. Kvantové počítače jsou na spadnutí a to otevírá obrovské možnosti. A to jak pro dobré účely, tak i pro ty, kteří úplně dobré záměry nemají. Proto je nutné začít připravovat způsoby zabezpečení.

Odzvonilo klasickým počítačům?

Co je to kvantový počítač?
Věděli jste, že existuje zcela nová kategorie počítačů, tzv. kvantové počítače, které aktivně vyvíjejí někteří přední světoví počítačoví vědci? A to pod záštitou gigantů jako Google a IBM? Kvantové počítače se od klasických počítačů liší tím, že využívají kvantovou mechaniku k dosažení exponenciálního skoku ve výpočetním výkonu, a to využitím "kvantového paralelismu". Superpozici stavů tu asi nebudu rozebírat, protože si nejsem jistý, že tomu sám (byť po několika semestrech fyziky) rozumím 😂 Tohle video to ale dokáže celkem hezky popsat.

Kvantové počítače a bezpečnost
Díky kvantovému paralelismu mohou kvantové počítače efektivně řešit matematické problémy, které v současnosti používáme k zajištění kryptografické bezpečnosti. Přesněji řečeno, moderní kryptografické algoritmy se opírají o předpoklady, že některé matematické problémy jsou pro klasický počítač jednoduše příliš obtížné na to, aby je vyřešil v rozumném čase. Matematické problémy, jako je faktorizace velkých čísel nebo řešení diskrétního logaritmu. Rychlé řešení těchto typů problémů je to, co kvantové počítače umí nejlépe! Představují tedy existenční hrozbu pro mnoho současných kryptografických standardů obecně a pro blockchain zvláště. Ačkoli je otázka, kdy přesně ke kvantovému nástupu dojde, předmětem mnoha diskusí, musíme jednat již nyní, abychom byli na tuto nově vznikající hrozbu připraveni.

Algorand a Falcon
Jedním z prvních, kdo začal kvantovou bezpečnost řešit je třeba známý Algorand. Aby bylo možné čelit nástupu kvantových počítačů, uspořádal NIST (americký Institut pro standardy a technologie) celosvětovou soutěž, jejímž cílem bylo nalákat nejbystřejší mozky v oboru na vývoj kryptografických algoritmů, které budou bezpečné proti kvantovým útokům. Soutěž byla tvrdá. Kryptografové a vědci z celého světa přihlásili více než 50 různých algoritmů. Po téměř šesti letech přísné analýzy, kontroly a testování byla vybrána hrstka algoritmů, které se staly vítězi této soutěže a které byly nedávno oznámeny, což znamená, že konečně máme kryptografické standardy, které by měly být kvantově bezpečné!

Ještě před oznámením NIST si společnost Algorand vybrala Falcon jako svou volbu pro zajištění kvantového zabezpečení blockchainu Algorand. Tým Algorandu totiž již dříve hrál průkopnickou roli v technologické historii, která vedla ke vzniku Falconu, a byl si jist jeho silou.

Co je Falcon?
Proces návrhu a implementace kryptografického algoritmu je vysoce technická práce a ještě náročnější se stává, když se vytváří algoritmus, který musí být kvantově bezpečný. Vlastnosti, které u klasických kryptografických algoritmů můžeme považovat za samozřejmé, jsou v kvantovém kontextu někdy naprosto směšné. To nutí typická kvantově bezpečná schémata vyměnit účinnost za bezpečnost. To není snadná volba. V ideálním případě by měl mít kvantově bezpečný algoritmus tyto vlastnosti:

1) malá velikost key a signature, a přitom stále bezpečný.

2) být dostatečně rychlý, aby jej mohly používat i ověřovat klasické počítače, případně telefony

3) být flexibilní, aby měl algoritmus dlouhou životnost, prostě byl future-proof

Právě tyto vlastnosti má algoritmus Falcon a jsou vlastně důvodem jeho vítězství v soutěži NIST.

Historie Falconu
Samotná společnost popisuje Falcon jako technologické umělecké dílo. Jak uvádějí jeho tvůrci, jejich řešení je založeno na Trapdoor for Hard Lattices and New Cryptographic Constructions, průkopnické práci Gentryho (předchozího člena Algorand Foundation), Peikerta (vedoucího oddělení kryptografie v Algorand Inc) a Vaikuntanathana (MIT a vědeckého poradce Algorand Inc).

Zásadní novinkou práce, kterou Falcon využívá, je přísná metoda výběru platného podpisu způsobem, který neprozrazuje žádné informace o tajném podpisovém klíči. Pomocí této metody lze bezpečně podepsat obrovské množství zpráv. GPV navíc ukázal, že podpisové schéma není možné prolomit bez vyřešení mřížkového problému, který by měl být těžko řešitelný pro všechny počítače, klasické i kvantové!

Kvantová budoucnost je samozřejmě ještě skryta za hodně otazníky. Pokud ale přijde, tak by rozhodně bylo vhodné být připraven a být o krok napřed. Algorand do toho očividně šlape naplno a to se mi líbí!

Pokud vás baví moje články a příspěvky, tak neváhejte hodit follow. Díky! 🔥

Disclaimer: V žádném případě se nejedná o investiční doporučení. Jde čistě o můj souhrn a analýzu na základě dat z internetu a několika dalších analýz. Investice na finančních trzích jsou rizikové a každý by měl investovat na základě svého rozhodnutí. Jsem pouze amatér dělící se o své názory.