Kuantum bilgisayarlar, Bitcoin gibi şifreleme para birimleri için önemli bir güvenlik tehdidi oluşturuyor. Rus bilim adamlarından oluşan bir ekip, kuantum mekaniği kullanarak blok zincirlerin (blockchain) nasıl sabitleneceğini araştırdı. Kripto para birimlerine olan ilgi kullanıcıları; teknolojiyi anlayarak, bankaları, hükümetleri ve işletmeleri nasıl istismar edebilecekleri sorununa yöneltiyor.
Şifreleme piyasası giderek artmaya başladı. Geçen ay piyasa değeri 90 milyar dolara ulaştı. Kripto para birimleri, küresel finans sisteminde giderek daha etkili bir rol oynuyor.
Tüm bunların yanında, pek çok sorunu da beraberinde getiriyor. Dijital nakit’in en büyük zorluğu, herkesin dürüstçe kullanmasını sağlamaktır. Bu yüzden blockchain teknolojisi (kriptografik teknikler kullanarak) oldukça iyi bir çözüm gibi görünüyor.
Saldırılar klasik bilgisayarlar için zordur, ancak yeni nesil kuantum bilgisayarlar için kolay olacaktır. Kuantum bilgisayarlar var olduğu anda, kuantum bilgisayarların birden fazla kritik saldırı karşısında daha savunmasız olacağı anlamına geliyor.
Dolayısıyla, kuantum saldırısına karşı Blockchain Teknolojisini güvence altına almak yararlı olacaktır.
Moskova’daki Rus Kuantum Merkezinde Evgeny Kındako ve güvenliğin kuantum mekaniği tarafından garanti edildiği kuantum blok zincir sistemini tasarlayan, oluşturan ve test eden birkaç arkadaşıyla birlikte, piyasada bulunan standart bir kuantum şifreleme sistemini inşa ettiler.
Karma Değer
Blockchain’ler, işlemlerin listesiyle oynamak veya çift harcama yapmak gibi sahtekârlıkları engelleyecek şekilde kaydeder. Herhangi bir bilgisayarın bunları bir blok halinde derleyerek takip etmelerine izin verirler. Daha sonra karma adı verilen bir sayıyı oluşturmak üzere şifrelerler.
Şifreleme süreci önemlidir. Hesaplamak kolay, ancak hesabın tersine yapılması zor olan bir algoritmadır. (Çarpanlara ayırma gibi)
Ürettiği karma değer, bloğun benzersiz bir özelliğidir ve kayıtlarla yapılan herhangi bir değişiklik hemen anlaşılabilir; çünkü bu durum tüm karmayı değiştirecektir.
Yeni işlemler yeni bir bloğa toplanır ve mevcut karma değerine eklenir. Daha sonra, yeni blok için yeni bir karma oluşturmak üzere şifrelenir.
Şifrelendiklerinde bir sonraki işlem listesine eklenir vb. Sonuç, her biri önceki blokların karma değerlerini içeren bir blok zinciridir yani Blockchain’i oluşturur.
Bu blokları depolayan tüm bilgisayarlar, hepsinin mutabık kalmalarını sağlamak için düzenli olarak karma değerlerini karşılaştırır. Kabul etmeyen herhangi bir bilgisayar, soruna neden olan kayıtları atar.
Bu yaklaşım iyidir ancak mükemmel değildir.
Sistem üzerinde oynamanın diğer yolu da; sahtekâr bir kullanıcının işlemlerin listesini lehine değiştirmesi olacaktır. Ancak bu durumda karmayı değiştirmeyecek bir şekilde kullanacaktır. Böyle bir saldırı, başka bir deyişle bir kaydı değiştirmek; sonucu şifreleyerek ve hash değerinin aynı olup olmadığını görmek suretiyle yapılabilir. Şayet değilse, eşleşen bir karma bulana kadar tekrar tekrar denenir.
Blockchain’ler Sıradan Saldırılar için Tasarlanmıştır
Blockchain’ler sıradan bilgisayara sıradan saldırılar için geliştirilmiştir.
Buna karşılık, kuantum bilgisayarlar çok daha hızlıdır ve sonuç olarak daha büyük bir tehdit oluşturmaktadır.
Kındako ve arkadaşları bu tür kuantum saldırılarını önlemek için çözüm buldular. Blok zincir teknolojisi kuantum bilgisayarda farklıdır. İki kişi arasındaki işlem, (gönderen, alıcı, oluşturulma zamanı, aktarılacak tutarı ve göndericinin işlemi) için yeterli paranın olduğunu doğrulayan referans işlemlerinin bir listesini içerir.
Bu işlem, para birimi ağı içindeki tüm bilgisayarlarda, (daha önce kararlaştırılmış olana kadar) işlemler bir blok halinde bir araya getirildiğinde, 10 dakika saklanarak, kullanıcılara gönderilir.
Bir sonraki aşama, tüm tarafların işlemlerin dürüst olduğunu kabul etmelerini sağlayan bir algoritma kullanıyor. Ağdaki diğer taraflardan aldıkları bilgileri, kimin ne dediğini görmesine izin vererek iletişim kurarlar. Taraflar daha sonra bu bilgileri başka bir turda paylaşırlar ve böylece tüm bilgisayarların aynı bilgiye sahip olduklarını kabul edene kadar devam eder.
Kanıt, tarafların en az üçte ikisinin dürüst olması koşuluyla, taraflar arasında fikir birliğine varılır.
Fakat böyle bir sistemde birinden bilgi alıp alamayacağından emin olabilir ya da tam tersi olur. Bu kesinlik olmadan kötü niyetli bir kullanıcının, çok sayıda farklı kullanıcıymış gibi davranarak sistemle oynaması kolaydır.
Bundan sonrası tamamen Kuantum Mekaniği’ne dayanıyor. Örneğin, Ayşe ve Barış, “kuantum anahtarı dağıtımı” olarak adlandırılan bir teknik kullanarak birbirlerinin kimliklerini doğrulayabilir. Fotonlar gibi kuantum parçacıkları kullanarak bilgi gönderilir. Dışardan bir kişi tarafından kopyalanması mümkün olamaz. Bu şekilde, Ayşe ve Barış birbirlerinin kimliğinden emin olabilirler.
Kuantum Tanımlama Tekniği
Kındako ve ekibi, her grubun diğerlerinin kimliğini fizik kanunları tarafından garanti edilecekrşekilde doğrulayabileceği bir kuantum tanımlama sistemi oluşturdular. Böyle bir kuantum imzası, her işlemde kurcalamayı imkansız hale getiren bir işlemdir.
Kındako ve ekibi, “Her iki çiftin bir kuantum anahtarı dağıtım bağlantısı ile bağlandığı bir ağa dayanan, teorik olarak güvenli kimlik doğrulama özelliğine sahip bir blok zincir protokolü geliştirdik” diyorlar.
Sistemi dört kullanıcıdan oluşan bir ağda test ettiler, biri sisteme çift harcama yaparak oynamaya çalıştılar.
Kındako ve ekibi “Bu protokol, ikinci iletişim turundan sonra çift harcama işlemini ortadan kaldırmakta ve yalnızca meşru işlemleri içeren bir blok oluşturulmasına izin vermektedir”
Blok tekniği teknolojilerini güvenli hale getirmek için kuantum tekniklerinin nasıl kullanılabileceğini gösteren, ilginç bir deneydir.
Fakat mükemmel değildir. Özellikle, tarafların üçte birinden azının sahtekâr olduğunu varsaymaktadır. Kullanıcıların üçte birinden fazlası sistemde olmayı kabul ederse, bunun yapılması önemsiz hale gelir.
Bu sistemin daha büyük ölçekte çalışması için önemli engeller bulunmaktadır. Bunlardan en önemlisi, bu tür işlemlerin uzun mesafelerde gerçekleşmesine izin vermek için bir kuantum internet oluşturulmasıdır.
Kuantum bilgisayarların tehdidi kesinlikle gerçektir. Yalnızca blockchain teknolojisi için de değil. Geleneksel kriptografi kullanılarak depolanmış olan tüm bilgiler, güçlü ve yeterli kuantum bilgisayarı açılır açmaz güvensiz hale gelecektir.
