เทคโนโลยีบล็อกเชนกลายเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่เปลี่ยนแปลงเกมในยุคดิจิทัลปัจจุบัน โดยเปลี่ยนทุกอย่างตั้งแต่ธุรกรรมทางการเงินไปจนถึงความปลอดภัยของข้อมูล เพื่อปกป้องและตรวจสอบธุรกรรม บล็อกเชนอาศัยอัลกอริธึมการเข้ารหัสที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม ในขณะที่เราเข้าใกล้การปฏิวัติทางเทคโนโลยีใหม่ด้วยการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ความคงทนของมาตรฐานการเข้ารหัสในปัจจุบันกำลังถูกตั้งคำถาม

ด้วยความสามารถในการประมวลผลที่ไม่มีใครเทียบได้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีศักยภาพที่จะทำลายโปรโตคอลการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมที่ทำหน้าที่เป็นรากฐานของการรักษาความปลอดภัยบล็อกเชน ภัยคุกคามที่กำลังจะเกิดขึ้นนี้จำเป็นต้องสร้างยุคใหม่ของการเข้ารหัส: Post-Quantum Cryptography (PQC) ขณะที่เราสำรวจขอบเขตใหม่นี้ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจหลักการของการเข้ารหัสบล็อกเชน และวิธีที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถเปลี่ยนภูมิทัศน์ความปลอดภัยทางดิจิทัลได้

เราจะดูสถานะปัจจุบันของการเข้ารหัสในบล็อกเชน อิทธิพลที่ก่อกวนของการคำนวณควอนตัม และวิธีที่การเข้ารหัสหลังควอนตัมอาจเป็นกุญแจสำคัญในการปกป้องอนาคตดิจิทัลของเราในหัวข้อต่อไปนี้

ทำความเข้าใจกับการเข้ารหัสใน Blockchain

เพื่อรักษาความสมบูรณ์และความปลอดภัย เทคโนโลยีบล็อกเชนซึ่งทำหน้าที่เป็นแกนหลักของธุรกรรมดิจิทัลและความปลอดภัยของข้อมูลในปัจจุบัน ได้ใช้วิธีการเข้ารหัสที่หลากหลาย วิธีการเหล่านี้แบ่งคร่าวๆ ออกเป็นสามประเภท ได้แก่ การเข้ารหัสคีย์สมมาตร การเข้ารหัสคีย์แบบไม่สมมาตร และฟังก์ชันแฮช ซึ่งแต่ละวิธีมีบทบาทที่แตกต่างกันในระบบนิเวศบล็อกเชน

การเข้ารหัสคีย์สมมาตร

การเข้ารหัสคีย์สมมาตรใช้คีย์เดียวสำหรับทั้งการเข้ารหัสและการถอดรหัส วิธีการนี้เป็นที่รู้จักกันดีในด้านประสิทธิภาพในการเข้ารหัสข้อมูล แม้ว่าจะให้การเข้ารหัสที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ แต่การเข้ารหัสคีย์แบบสมมาตรนั้นพบได้น้อยในบล็อกเชน เนื่องจากความยากลำบากในการส่งคีย์อย่างปลอดภัยระหว่างผู้ส่งและผู้รับ ข้อจำกัดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบการกระจายอำนาจ เช่น บล็อกเชน ซึ่งความไว้วางใจและความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญ

อ่านเพิ่มเติม: https://www.gate.io/learn/articles/what-is-symmetric-key-cryptography/305

การเข้ารหัสแบบอสมมาตรคีย์

การเข้ารหัสคีย์แบบอสมมาตร ตรงกันข้ามกับวิธีการแบบสมมาตร มีการใช้คีย์สองคีย์: คีย์สาธารณะสำหรับการเข้ารหัส และคีย์ส่วนตัวสำหรับการถอดรหัส เนื่องจากมีศักยภาพในการอนุญาตให้มีการแบ่งปันข้อมูลที่ปลอดภัยระหว่างหลายฝ่าย แนวทางนี้จึงถูกนำมาใช้กันมากขึ้นในแอปพลิเคชันบล็อกเชน แม้จะช้ากว่าวิธีคีย์แบบสมมาตร แต่ก็ให้ความสามารถในการปรับขนาดและความปลอดภัยที่มากกว่า ทำให้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับสถานการณ์ เช่น ธุรกรรม Bitcoin ที่ซึ่งความเชื่อมั่นระหว่างฝ่ายเป็นสิ่งสำคัญ

อ่านเพิ่มเติม: https://www.gate.io/learn/articles/what-are-asymmetrickey-algorithms/32

ฟังก์ชั่นแฮช

ฟังก์ชันแฮชมีความสำคัญต่อเทคโนโลยีบล็อกเชนเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้คีย์ แต่จะเปลี่ยนข้อความธรรมดาให้เป็นค่าแฮชที่มีความยาวคงที่ เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความปลอดภัยของข้อมูล ฟังก์ชั่นเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างสภาพแวดล้อมบล็อกเชนที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมต่อบล็อกในบล็อกเชน รับประกันว่าแต่ละบล็อกจะเชื่อมโยงกับบล็อกก่อนหน้าอย่างปลอดภัยและไม่เปลี่ยนแปลง

บทบาทของการเข้ารหัสในแอปพลิเคชัน Blockchain

การเข้ารหัสบล็อคเชนนั้นมีความหลากหลาย โดยแต่ละเทคนิคจะตอบสนองฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันซึ่งนำไปสู่ความปลอดภัยโดยรวม ความน่าเชื่อถือ และการทำงานของเครือข่ายบล็อคเชน ต่อไปนี้เป็นพื้นที่ทั่วไปบางส่วนที่มีการใช้การเข้ารหัสในบล็อกเชน

• ลายเซ็นดิจิทัล: ให้การเทียบเท่าลายเซ็นดิจิทัลในโลกแห่งความเป็นจริง โดยให้การรับรองความถูกต้อง ความสมบูรณ์ และการไม่ปฏิเสธ สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการตรวจสอบธุรกรรมบนบล็อคเชน
• ความปลอดภัยของธุรกรรม: อัลกอริธึมการเข้ารหัส เช่น SHA-256 ถูกนำมาใช้ในสกุลเงินดิจิทัล ซึ่งเป็นแกนหลักของธุรกรรมสกุลเงินดิจิทัลที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้
• สัญญาอัจฉริยะ: หลักการการเข้ารหัสถูกนำมาใช้ในการดำเนินการของสัญญาอัจฉริยะ ซึ่งดำเนินการโดยอัตโนมัติตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในธุรกรรมบล็อกเชน
• การจัดการข้อมูลประจำตัวและการเข้าถึง: บล็อกเชนใช้ประโยชน์จากวิธีการเข้ารหัสเพื่อจัดการข้อมูลประจำตัวดิจิทัลอย่างปลอดภัย โดยนำเสนอโซลูชันที่แข็งแกร่งสำหรับความเป็นส่วนตัวของข้อมูลและการเข้าถึงที่มีการควบคุม

ภาพรวมของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

การประมวลผลแบบควอนตัมเป็นความก้าวหน้าอย่างมากในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่มีพื้นฐานแตกต่างจากการประมวลผลทั่วไป ในขณะที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปใช้บิต (0 และ 1) ในการประมวลผลข้อมูล คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้บิตควอนตัมหรือคิวบิต เนื่องจากกฎของการทับซ้อนและการพัวพันซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานในกลศาสตร์ควอนตัม คิวบิตเหล่านี้จึงสามารถมีอยู่ได้ในหลายสถานะในเวลาเดียวกัน ซึ่งช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลในอัตราที่น่าทึ่ง ซึ่งเกินขีดความสามารถของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบันอย่างมาก

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการประมวลผลควอนตัมต่ออุตสาหกรรมจำนวนมากมีมหาศาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาที่ต้องการการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนและการประมวลผลข้อมูล อย่างไรก็ตาม ศักยภาพในการก่อกวนครั้งใหญ่ที่สุดนั้นอยู่ที่ความสามารถในการท้าทายวิธีการเข้ารหัสที่มีอยู่ การเข้ารหัสอาศัยประเด็นทางคณิตศาสตร์อย่างมากซึ่งปัจจุบันเป็นเรื่องยากหรือไม่สามารถทำได้โดยใช้การประมวลผลแบบปกติ ด้วยความสามารถในการประมวลผลอันทรงพลัง คอมพิวเตอร์ควอนตัมคุกคามที่จะคลี่คลายแนวทางการเข้ารหัสที่มีอยู่ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างมากต่อระบบต่างๆ รวมถึงเทคโนโลยีบล็อกเชน

ช่องโหว่ที่ถูกเปิดเผยโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ที่มา: https://cybersecurityglossary.com/rivest-shamir-adleman-rsa/

ช่องโหว่การเข้ารหัส RSA

ความยากในการแยกตัวประกอบจำนวนเฉพาะจำนวนมากเป็นรากฐานของการเข้ารหัส RSA ซึ่งเป็นระบบเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โปรโตคอลความปลอดภัยดิจิทัลจำนวนมากใช้แนวทางการเข้ารหัสนี้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถถอดรหัสการเข้ารหัส RSA ได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปมาก อัลกอริธึมที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม เช่น อัลกอริธึมของ Shor สามารถแก้ไขปัญหาการแยกตัวประกอบเฉพาะได้อย่างรวดเร็ว โดยกระทบต่อความปลอดภัยที่ได้รับจากการเข้ารหัส RSA

ECC (การเข้ารหัส Elliptic Curve) ตกอยู่ในความเสี่ยง

ความยากในการแยกตัวประกอบจำนวนเฉพาะจำนวนมากเป็นรากฐานของการเข้ารหัส RSA ซึ่งเป็นระบบเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โปรโตคอลความปลอดภัยดิจิทัลจำนวนมากใช้แนวทางการเข้ารหัสนี้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความสามารถในการถอดรหัสการเข้ารหัส RSA ได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปมาก อัลกอริธึมที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม เช่น อัลกอริธึมของ Shor สามารถแก้ไขปัญหาการแยกตัวประกอบเฉพาะได้อย่างรวดเร็ว โดยกระทบต่อความปลอดภัยที่ได้รับจากการเข้ารหัส RSA

อัลกอริทึมแฮชและคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ฟังก์ชันแฮชที่เข้ารหัส เช่น SHA-256 มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสมบูรณ์ถูกต้องของข้อมูลและการตรวจสอบสิทธิ์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันการเข้ารหัสที่หลากหลาย รวมถึงบล็อกเชน แม้ว่าฟังก์ชันแฮชจะต้านทานการโจมตีควอนตัมได้ดีกว่า แต่ก็ไม่ได้ป้องกันอย่างสมบูรณ์ การโจมตีแบบชนกัน เช่น เทคนิคของ Grover ในทางทฤษฎีแล้วอาจเร่งกระบวนการระบุข้อมูลอินพุตของแฮชให้เร็วขึ้น แม้ว่าจะมีผลกระทบน้อยกว่าผลกระทบต่อ RSA หรือ ECC ก็ตาม

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการเข้ารหัสหลังควอนตัม (PQC)

การเข้ารหัสหลังควอนตัม (PQC) หมายถึงอัลกอริธึมการเข้ารหัสที่คิดว่าปลอดภัยจากการโจมตีทางคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในขณะที่การประมวลผลควอนตัมดำเนินไป ก็ก่อให้เกิดภัยคุกคามอย่างมากต่ออัลกอริธึมการเข้ารหัสแบบดั้งเดิม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความปลอดภัยการสื่อสารและข้อมูลดิจิทัล ภัยคุกคามที่ใกล้จะเกิดขึ้นนี้ได้เร่งการพัฒนา PQC ซึ่งมุ่งมั่นที่จะสร้างระบบการเข้ารหัสที่ปลอดภัย แม้ว่าจะต้องเผชิญกับความสามารถที่เพิ่มขึ้นของคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ตาม

PQC ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยีควอนตัมในการเข้ารหัส (เช่นเดียวกับการกระจายคีย์ควอนตัม) แต่เป็นการพัฒนาอัลกอริธึมที่คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก (ไม่ใช่ควอนตัม) ยังคงสามารถทำงานได้ แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่สามารถแตกหักได้ง่าย ความสำคัญของ PQC มาจากบทบาทที่เป็นไปได้ในการปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนและการสื่อสารจากการโจมตีควอนตัมในอนาคต ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองความปลอดภัยในระยะยาวในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงความมั่นคงของชาติ การเงิน และการปกป้องข้อมูลส่วนบุคคล

บทบาทที่เป็นไปได้ของ PQC

• การปกป้องเทคโนโลยีบล็อคเชน: ด้วยการพึ่งพาโปรโตคอลการเข้ารหัสสำหรับการทำธุรกรรมและสัญญาอัจฉริยะของบล็อคเชน PQC จึงมีความสำคัญต่อการรักษาความปลอดภัยอย่างต่อเนื่อง
• การรับรองความปลอดภัยของข้อมูลในระยะยาว: PQC มอบแนวทางในการรักษาความปลอดภัยการสื่อสารดิจิทัลทั้งในปัจจุบันและอนาคต จากการถอดรหัสควอนตัมที่อาจเกิดขึ้น
• ความสามารถในการปรับตัว: เป้าหมายคือการพัฒนาอัลกอริธึม PQC ที่สามารถรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่โดยมีการหยุดชะงักน้อยที่สุด

บทบาทของ NIST และอัลกอริทึม PQC

สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาและกำหนดมาตรฐานของอัลกอริทึม PQC สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ตระหนักถึงภัยคุกคามควอนตัมตั้งแต่เนิ่นๆ จึงได้เปิดตัวขั้นตอนในการร้องขอ ประเมิน และสร้างมาตรฐานให้กับอัลกอริธึมการเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่ต้านทานควอนตัมตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไป เป้าหมายไม่ใช่แค่การพัฒนาอัลกอริธึมที่สามารถต้านทานการโจมตีควอนตัมได้ แต่ยังต้องแน่ใจว่าอัลกอริธึมมีประสิทธิภาพและง่ายต่อการดำเนินการอีกด้วย

NIST ได้เลือกอัลกอริธึมเจ็ดแบบสำหรับการประเมินเพิ่มเติมจากการส่งเข้ามาจำนวนมาก โดยมุ่งเน้นที่วิธีการเข้ารหัสที่หลากหลาย จากการอัปเดตล่าสุด อัลกอริธึมสี่ประเภทมีแนวโน้มที่ดี:

การเข้ารหัสแบบ Lattice: อัลกอริธึมเหล่านี้อิงจากปัญหาขัดแตะ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการค้นหาเวกเตอร์ที่สั้นที่สุดหรือใกล้เคียงที่สุดในขัดแตะมิติสูง ถือว่าแก้ไขได้ยากแม้แต่กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ตัวอย่างได้แก่ปัญหาการเรียนรู้พร้อมข้อผิดพลาด (LWE) และตัวแปรต่างๆ

การเข้ารหัสตามโค้ด: อัลกอริธึมเหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากโค้ดแก้ไขข้อผิดพลาด โดยอิงจากความแข็งของการถอดรหัสโค้ดเชิงเส้นทั่วไป พวกมันได้รับการศึกษามานานหลายทศวรรษและขึ้นชื่อเรื่องความต้านทานต่อการโจมตีควอนตัม

การเข้ารหัสพหุนามหลายตัวแปร: อัลกอริธึมเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการแก้ระบบของพหุนามหลายตัวแปร ซึ่งเป็นปัญหาที่ทราบกันดีอยู่แล้ว มีความน่าดึงดูดเนื่องจากประสิทธิภาพและขนาดคีย์ที่เล็ก

การเข้ารหัสแบบแฮช: สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างลายเซ็นดิจิทัลโดยใช้ฟังก์ชันแฮช ความปลอดภัยของอัลกอริธึมเหล่านี้เกิดจากการต้านทานของฟังก์ชันแฮชต่อการชนกัน พรีอิมเมจ และการโจมตีพรีอิมเมจครั้งที่สอง

ความเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของบล็อคเชน

การบูรณาการกับโครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชนที่มีอยู่: อัลกอริธึม PQC ที่เลือกจะต้องเข้ากันได้กับระบบบล็อกเชนที่มีอยู่ โดยต้องมีการพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับการบูรณาการและการใช้งาน

รับประกันความมีชีวิตในระยะยาวของเครือข่ายบล็อกเชน: เนื่องจากเทคโนโลยีบล็อกเชนยังคงพัฒนาและนำไปใช้อย่างกว้างขวาง การบูรณาการ PQC จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองความยืดหยุ่นต่อภัยคุกคามควอนตัม

การสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความปลอดภัย: ด้วยข้อจำกัดด้านทรัพยากรของเครือข่ายบล็อกเชนจำนวนมาก อัลกอริธึม PQC ที่เลือกจะต้องสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการคำนวณและความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง

PQC เป็นเทคนิคเชิงรุกในการปกป้องระบบการเข้ารหัสจากภัยคุกคามทางคอมพิวเตอร์ควอนตัม การมีส่วนร่วมของ สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ในการกำหนดมาตรฐานอัลกอริทึม PQC มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยในอนาคตของเทคโนโลยีมากมาย รวมถึงบล็อกเชน การใช้อัลกอริธึมเหล่านี้จะมีความสำคัญต่อความปลอดภัยในระยะยาวและความอยู่รอดของเครือข่ายบล็อกเชนในอนาคตหลังควอนตัม

การใช้ PQC ใน Blockchain: กลยุทธ์และความท้าทาย

เนื่องจากการมาถึงของการประมวลผลควอนตัมที่กำลังใกล้เข้ามา การรวม PQC เข้าสู่บล็อกเชนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองความปลอดภัยในระยะยาว นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเทคโนโลยีบล็อกเชนมีการใช้มากขึ้นสำหรับแอปพลิเคชันที่หลากหลาย รวมถึงธุรกรรมทางการเงินและการจัดการข้อมูลประจำตัว รูปแบบความไว้วางใจของบล็อคเชนนั้นขึ้นอยู่กับความปลอดภัยของการเข้ารหัส PQC มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความเชื่อมั่นด้วยการรับประกันว่าธุรกรรมและข้อมูลจะปลอดภัยจากภัยคุกคามควอนตัม

ความท้าทายหลักในการนำ PQC ไปใช้

• การเลือกอัลกอริธึมและการกำหนดมาตรฐาน: การเลือกอัลกอริธึม PQC ที่เหมาะสมซึ่งมีทั้งความปลอดภัยต่อการโจมตีควอนตัม และมีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันบล็อกเชน
• การบูรณาการกับระบบที่มีอยู่: การอัปเดตระบบบล็อกเชนที่มีอยู่ด้วยอัลกอริธึม PQC ใหม่โดยไม่กระทบต่อการดำเนินงานถือเป็นความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญ
• ข้อควรพิจารณาด้านประสิทธิภาพ: โดยทั่วไปแล้ว อัลกอริธึม PQC ต้องการทรัพยากรในการคำนวณมากขึ้น การตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาไม่ได้ลดประสิทธิภาพของระบบบล็อคเชนอย่างมีนัยสำคัญถือเป็นสิ่งสำคัญ
• การจัดการคีย์และการจัดเก็บ: การเปลี่ยนไปใช้ PQC อาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงแนวทางปฏิบัติในการจัดการและการจัดเก็บคีย์ เนื่องจากอัลกอริทึมของ PQC มักจะมีข้อกำหนดด้านขนาดและโครงสร้างคีย์ที่แตกต่างกัน

โซลูชั่นที่มีศักยภาพ

• การดำเนินการแบบเป็นขั้นตอน: ค่อยๆ เปิดตัว PQC เพื่อให้สามารถทดสอบและเพิ่มประสิทธิภาพก่อนที่จะปรับใช้เต็มรูปแบบ
• ระบบการเข้ารหัสแบบไฮบริด: การรวมวิธีการเข้ารหัสปัจจุบันเข้ากับอัลกอริธึม PQC สามารถสร้างสมดุลระหว่างความปลอดภัยและประสิทธิภาพในช่วงระยะเวลาการเปลี่ยนแปลง
• การทำงานร่วมกันกับชุมชนการเข้ารหัส: ทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้เชี่ยวชาญด้านการเข้ารหัสเพื่อรับทราบข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับการพัฒนา PQC และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

แนวทางแบบชั้นเพื่อบูรณาการ PQC ใน Blockchain

เลเยอร์ฮาร์ดแวร์

เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการคำนวณของอัลกอริทึม PQC โหนดในเครือข่ายบล็อกเชนอาจต้องมีการอัพเกรดฮาร์ดแวร์ ซึ่งรวมถึง CPU ที่เร็วขึ้นและความจุหน่วยความจำที่ใหญ่ขึ้น เพื่อรองรับอัลกอริธึม PQC ฮาร์ดแวร์การเข้ารหัสเฉพาะทาง เช่น Hardware Security Modules (HSM) อาจจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขหรือเปลี่ยนใหม่ เพื่อให้มั่นใจว่าการสร้าง พื้นที่จัดเก็บ และการจัดการคีย์จะปลอดภัย

ชั้นข้อมูล

การเปลี่ยนไปใช้ PQC สำหรับข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในบล็อกเชนต้องใช้เทคนิคการเข้ารหัสแบบต้านทานควอนตัม ซึ่งอาจบ่งบอกถึงเพย์โหลดที่เข้ารหัสขนาดใหญ่ขึ้น และเป็นผลให้มีการเปลี่ยนแปลงการจัดเก็บข้อมูลและขั้นตอนการประมวลผล แม้ว่าฟังก์ชันแฮชจะทนทานต่อควอนตัมโดยทั่วไปมากกว่า แต่การประเมินความปลอดภัยจากการโจมตีควอนตัมถือเป็นสิ่งสำคัญ การอัปเดตที่จำเป็นใดๆ จะต้องเกี่ยวข้องกับการสร้างความมั่นใจว่าความสมบูรณ์ของข้อมูลของบล็อคเชนจะไม่ตกอยู่ในอันตราย

เลเยอร์เครือข่าย

PQC ไม่เพียงแต่จะต้องรักษาความปลอดภัยข้อมูลธุรกรรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเชื่อมต่อการสื่อสารระหว่างโหนดด้วย ซึ่งรวมถึงการเข้ารหัสข้อมูลระหว่างทางและการตรวจสอบคำขอเครือข่าย ซึ่งอาจจำเป็นต้องมีการพัฒนาโปรโตคอลใหม่หรืออัปเกรดเป็นโปรโตคอลปัจจุบัน

ชั้นฉันทามติ

หากต้องการเปิดใช้งาน PQC อาจจำเป็นต้องแก้ไขวิธีการที่เป็นเอกฉันท์ของบล็อคเชน (เช่น Proof of Work หรือ Proof of Stake) การเปลี่ยนแปลงวิธีการตรวจสอบความถูกต้องของบล็อกและเพิ่มลงในบล็อกเชนสามารถนำไปใช้ได้เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการที่เป็นเอกฉันท์ยังคงป้องกันการงัดแงะเมื่อเผชิญกับภัยคุกคามควอนตัม

ชั้นสิ่งจูงใจ

การใช้ PQC อาจเปลี่ยนแปลงพลวัตการคำนวณของการเข้าร่วมเครือข่ายบล็อกเชน เพื่อให้สิ่งจูงใจสอดคล้องกับโปรโตคอลความปลอดภัยใหม่ โครงสร้างรางวัลสำหรับนักขุดหรือผู้ตรวจสอบอาจจำเป็นต้องได้รับการประเมินใหม่

ชั้นสัญญา

สัญญาอัจฉริยะซึ่งมักเป็นพื้นฐานสำหรับการดำเนินการบล็อกเชน จะต้องได้รับการตรวจสอบความปลอดภัยของการเข้ารหัสในโลกหลังควอนตัม หากต้องการใช้อัลกอริธึม PQC นักพัฒนาอาจจำเป็นต้องสร้างสัญญาใหม่หรือเปลี่ยนแปลงสัญญาที่มีอยู่ เพื่อให้มั่นใจว่าการดำเนินการของพวกเขายังคงปลอดภัยจากการโจมตีควอนตัม

ชั้นแอปพลิเคชัน

เพื่อรองรับมาตรฐานการเข้ารหัสในอนาคต แอปพลิเคชันและอินเทอร์เฟซสำหรับผู้ใช้ปลายทาง เช่น กระเป๋าเงินและแพลตฟอร์มการแลกเปลี่ยน จะต้องได้รับการอัปเดต ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบให้แน่ใจว่า API สามารถจัดการรูปแบบคีย์และเทคโนโลยีการเข้ารหัสใหม่ๆ ได้ และอินเทอร์เฟซผู้ใช้ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ผู้ใช้ผ่านกระบวนการรักษาความปลอดภัยใหม่ได้อย่างง่ายดาย

กรณีศึกษาและการประยุกต์ในโลกแห่งความเป็นจริง

บัญชีแยกประเภทต้านทานควอนตัม (QRL)

Quantum Resistance Ledger (QRL) เป็นโครงการแบบเรียลไทม์ที่โดดเด่นซึ่งรวมเอาการเข้ารหัสหลังควอนตัมเข้ากับเทคโนโลยีบล็อกเชน QRL เป็นเทคโนโลยีบล็อกเชนที่ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อให้ทนทานต่อการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม โปรเจ็กต์นี้มีความโดดเด่นในด้านการใช้วิธีคำนวณหลังควอนตัมเพื่อให้บรรลุความปลอดภัยที่สมบูรณ์ ซึ่งตรวจสอบโดยการตรวจสอบ red4sec และ x41 D-sec

ที่มา: https://www.theqrl.org/

คุณสมบัติที่สำคัญของโครงการ QRL:

• การสนับสนุนหลายแพลตฟอร์ม: QRL รองรับแพลตฟอร์มการโต้ตอบกับผู้ใช้ที่หลากหลาย รวมถึงแอปพลิเคชันเดสก์ท็อปสำหรับ Windows, Mac และ Linux, แอพมือถือสำหรับ iOS และ Android และอินเทอร์เฟซเว็บ
• การสนับสนุนกระเป๋าเงินฮาร์ดแวร์: โครงการสนับสนุนกระเป๋าเงินฮาร์ดแวร์เช่น Ledger Nano S ซึ่งปรับปรุงความปลอดภัยของสินทรัพย์ดิจิทัล
• การสนับสนุนข้อความออนไลน์และการรับรองเอกสาร: QRL นำเสนอการสนับสนุนข้อความออนไลน์และการรับรองเอกสาร ซึ่งเพิ่มชั้นของฟังก์ชันการทำงานให้กับบล็อกเชน
• การรวม Keybase ID: ฟังก์ชันนี้ปรับปรุงการระบุผู้ใช้และความปลอดภัยภายในระบบนิเวศ
• API ที่แข็งแกร่ง: QRL มี API ที่หลากหลาย รวมถึง QRL API, Explorer API, Wallet API และเครื่องมือบรรทัดคำสั่ง ทำให้สามารถปรับแต่งได้มากสำหรับนักพัฒนาและผู้รวมระบบ

QRL ตั้งใจที่จะใช้สัญญาอัจฉริยะและวิธีการพิสูจน์ฉันทามติซึ่งทั้งสองอย่างนี้อยู่ระหว่างการพัฒนา การสร้างศูนย์กลางนักพัฒนาคาดว่าจะช่วยเพิ่มผลผลิตการพัฒนาของโครงการได้อย่างมาก งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีบล็อกเชนสามารถขยายไปสู่คุณลักษณะต้านทานควอนตัมได้อย่างไร ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยและอายุการใช้งานที่ยืนยาวเมื่อเผชิญกับขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เพิ่มขึ้น โครงการ QRL กำลังนำเสนอตัวเองว่าเป็นโซลูชันบล็อกเชนที่มีคุณสมบัติครบครันในอนาคต โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของการคาดการณ์และการตอบสนองต่อความท้าทายทางเทคนิคที่เพิ่มขึ้นและความเป็นไปได้ในภาคบล็อกเชน

ความคิดริเริ่มระดับโลกและความร่วมมือ

คณะทำงานด้านความปลอดภัยควอนตัม (QSWG): คณะทำงานนี้ก่อตั้งขึ้นโดยธุรกิจเทคโนโลยีชั้นนำและสถาบันวิจัยเพื่อสร้างมาตรฐานและแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเข้ารหัสที่ปลอดภัยด้วยควอนตัม QSWG ทำงานทั่วโลกเพื่อจัดการกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนไปใช้เทคนิคการเข้ารหัสแบบต้านทานควอนตัม

European Quantum Flagship: European Quantum Flagship เป็นกลุ่มความร่วมมือระหว่างกลุ่มนักวิชาการ อุตสาหกรรม และภาครัฐที่อุทิศตนเพื่อความก้าวหน้าของเทคโนโลยีควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งโซลูชันการเข้ารหัสที่ปลอดภัยด้วยควอนตัม พวกเขากำลังตรวจสอบวิธีการบูรณาการเทคโนโลยีต่างๆ โดยเฉพาะระบบบล็อกเชน เข้ากับโครงสร้างพื้นฐานปัจจุบัน

การปรับตัวและนวัตกรรมขององค์กร

Quantum-Safe Blockchain ของ IBM: IBM กำลังสร้าง โซลูชันการเข้ารหัสลับควอนตัมที่ปลอดภัย สำหรับแพลตฟอร์มบล็อกเชนในฐานะผู้บุกเบิกการวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัม การวิจัยของพวกเขามุ่งเน้นไปที่การพัฒนาอัลกอริธึมที่สามารถทนต่อการโจมตีควอนตัมในขณะที่ยังคงมีประสิทธิภาพและเข้ากันได้กับระบบที่มีอยู่

การวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Google: Google กำลังสำรวจ คอมพิวเตอร์ควอนตัม อย่างจริงจังและผลกระทบต่อการเข้ารหัส เพื่อป้องกันภัยคุกคามควอนตัมในอนาคต พวกเขากำลังตรวจสอบโปรโตคอลการเข้ารหัสใหม่ที่อาจรวมเข้ากับเทคโนโลยีบล็อกเชน

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความก้าวหน้า

การพัฒนาอัลกอริธึมต้านทานควอนตัม: นักวิจัยจากสถาบันต่างๆ กำลังทำงานเกี่ยวกับอัลกอริธึมต้านทานควอนตัมที่ซับซ้อน เช่น วิทยาการเข้ารหัสลับแบบขัดแตะ ซึ่งเชื่อกันว่ามีประสิทธิภาพต่อการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม อัลกอริธึมเหล่านี้กำลังได้รับการประเมินเพื่อรวมไว้ในเครือข่ายบล็อกเชนที่เป็นไปได้

กรณีศึกษาเฉพาะสาขา

การปรับตัวของบล็อกเชนด้านการดูแลสุขภาพ: องค์กรด้านการดูแลสุขภาพที่ใช้บล็อกเชนเพื่อการจัดการข้อมูลผู้ป่วยที่ปลอดภัย กำลังเริ่มทดสอบโซลูชัน PQC องค์กรเหล่านี้มีความกังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับการปกป้องข้อมูลสุขภาพที่ละเอียดอ่อนจากภัยคุกคามทางคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต

บริการภาครัฐและความปลอดภัยของบล็อคเชน: หน่วยงานรัฐบาลหลายแห่งทั่วโลกกำลังทดสอบโครงการบล็อคเชนสำหรับบริการสาธารณะ โดยมีเป้าหมายในการรวม PQC เพื่อรับประกันความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของข้อมูลในระยะยาว

บทสรุป

ขณะที่เราเข้าใกล้รุ่งอรุณของยุคเทคโนโลยีใหม่ที่ได้รับการประกาศโดยการมาถึงของคอมพิวเตอร์ควอนตัม การรวม Post-Quantum Cryptography (PQC) เข้ากับเทคโนโลยีบล็อกเชนก็กลายเป็นความพยายามหลัก บทความนี้ครอบคลุมถึงรากฐานการเข้ารหัสของบล็อกเชน ภัยคุกคามที่ใกล้จะเกิดขึ้นของการประมวลผลควอนตัม และบทบาทที่สำคัญของ PQC ในการเสริมกำลังบล็อกเชนต่อปัญหาในอนาคตเหล่านี้

การสำรวจวิธีการเข้ารหัสหลายวิธีที่ใช้ในบล็อกเชน ตั้งแต่การเข้ารหัสคีย์แบบสมมาตรและไม่สมมาตร ไปจนถึงฟังก์ชันแฮช ได้สร้างกรอบการทำงานสำหรับการทำความเข้าใจอันตรายของควอนตัม ศักยภาพของการประมวลผลควอนตัมที่จะขัดขวางโปรโตคอลการเข้ารหัสมาตรฐานเน้นย้ำถึงความสำคัญของการเปลี่ยนไปใช้อัลกอริธึมต้านทานควอนตัม การสอบสวน PQC ถือเป็นความหวังอันเป็นแนวทางในการรักษาความปลอดภัยให้กับเทคโนโลยีบล็อกเชนในโลกหลังควอนตัม

การใช้งานจริงและกรณีศึกษา ครอบคลุมตั้งแต่โครงการริเริ่มระดับโลกไปจนถึงความก้าวหน้าทางธุรกิจ แสดงให้เห็นถึงความพยายามในการประสานงานเพื่อนำ PQC มาใช้ทั่วทั้งภาคส่วน ตัวอย่างเหล่านี้ไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้หลักการทางวิชาการในทางปฏิบัติเท่านั้น แต่ยังเน้นย้ำถึงความยากลำบากและเส้นโค้งการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงนี้ การเปลี่ยนไปใช้บล็อกเชนที่ต้านทานควอนตัมกำลังได้รับความสนใจในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่การดูแลสุขภาพไปจนถึงบริการภาครัฐ