ความก้าวหน้าของชิป Willow จาก Google กับภัยคุกคามทางควอนตัมต่อ Bitcoin

ชิป Willow ของ Google คืออะไร และสำเร็จอะไรบ้าง?

เมื่อเร็วๆ นี้ Google ได้เปิดตัวความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในวงการควอนตัมคอมพิวติ้งด้วยชิปตัวใหม่ชื่อ Willow โดย Google รายงานว่า Willow สามารถเตรียมสภาวะควอนตัมแบบพิเศษด้วยอัตราความผิดพลาดที่ลดลงประมาณ 40 เท่าเมื่อเทียบกับวิธีการก่อนหน้านี้

การค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science ซึ่งช่วยก้าวข้ามอุปสรรคทางเทคนิคครั้งใหญ่ โดยเน้นไปที่วิธีที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถเตรียมพร้อมตัวเองเพื่อคำนวณงานหนักๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เรื่องนี้หมายความว่าจะมีใครถอดรหัส Bitcoin ได้ในวันพรุ่งนี้เลยไหม? คำตอบคือ ไม่ใช่ครับ แต่อย่างไรก็ตาม มันช่วยแก้ปัญหาคอขวดทางวิศวกรรมครั้งใหญ่ที่นักวิทยาศาสตร์กังวลกันมาหลายปี

ทำไม Bitcoin ในยุค Satoshi ถึงเสี่ยงโดนโจมตีมากที่สุด

การจะเข้าใจความเสี่ยงนี้ เราต้องดูว่ากระเป๋าเงิน Bitcoin ทำงานอย่างไร กระเป๋าเงินทุกใบจะพึ่งพา Private Key ซึ่งเป็นรหัสลับในการอนุมัติการใช้จ่าย และ Public Key ในการยืนยันความเป็นเจ้าของ

ในวิทยาการรหัสลับแบบมาตรฐาน การหา Private Key จาก Public Key นั้นต้องใช้เวลาที่ยาวนานจนเป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์ทั่วไป

ในปี 1994 นักคณิตศาสตร์ Peter Shor ได้คิดค้นวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า Shor's algorithm ซึ่งในทางทฤษฎี หากควอนตัมคอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่พอและรันอัลกอริทึมนี้ ก็จะสามารถถอดรหัสย้อนกลับเพื่อหา Private Key จาก Public Key ที่เปิดเผยอยู่ได้อย่างง่ายดาย

ธุรกรรม Bitcoin ในปัจจุบันจะซ่อน Public Key ของคุณไว้หลังลายนิ้วมือดิจิทัลที่เรียกว่า Hash จนกว่าคุณจะใช้เหรียญนั้น แต่เหรียญในยุค Satoshi ที่ถูกขุดในยุคแรกเริ่มของ Bitcoin นั้นเปิดเผย Public Key บนบล็อกเชนสาธารณะโดยตรง

หาก Public Key รุ่นเก่านั้นถูกเปิดเผยบนบล็อกเชนไปแล้ว การเก็บ Seed Phrase ไว้ในตู้เซฟก็อาจไม่สามารถปกป้องเหรียญจากเครื่องควอนตัมได้

เหรียญเก่าแก่เริ่มมีการเคลื่อนไหวแล้ว

เมื่อการพูดคุยเรื่องควอนตัมเริ่มหนาหูขึ้น Bitcoin ที่นิ่งสงบมานานบางส่วนก็เริ่มเคลื่อนไหว โดยเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม เหรียญ BTCBTC-0.41% จำนวน 100.02 เหรียญที่ไม่เคยแตะต้องเลยตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2010 ได้ถูกโอนหลังจากผ่านไปกว่า 16 ปี ซึ่งมีมูลค่าประมาณ 8.5 ล้านดอลลาร์

ย้อนไปเมื่อเดือนสิงหาคม กระเป๋าเงิน 6 ใบที่นิ่งสงบมาตั้งแต่ช่วงปี 2011 ถึง 2014 ได้โอนอีก 553.59 BTC ซึ่งมีมูลค่าราวๆ 40 ล้านดอลลาร์ในตอนนั้น

การโอนเหล่านี้ไม่ได้พิสูจน์โดยอัตโนมัติว่าผู้ถือเหรียญยุคแรกกำลังตื่นตระหนกเรื่องควอนตัมคอมพิวติ้ง เพราะนักลงทุนมักเคลื่อนย้ายเหรียญเพื่อจัดระเบียบการถือครอง เปลี่ยนระบบความปลอดภัยของกระเป๋า หรือเตรียมพร้อมที่จะขาย และในขณะที่ตลาดสินทรัพย์ดิจิทัลยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การติดตามการเคลื่อนไหวเหล่านี้ก็ช่วยให้เราเข้าใจบริบทที่มีคุณค่าต่อความปลอดภัยของเครือข่ายในระยะยาว

ผลการดำเนินงานในอดีตของสินทรัพย์ดิจิทัลมิได้เป็นสิ่งยืนยันถึงผลตอบแทนในอนาคต คุณสามารถดูข้อมูลตลาดแบบเรียลไทม์ได้ตลอดเวลาที่ Bitkub Market

ทำความเข้าใจ Qubits และ Magic States

ควอนตัมคอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูลโดยใช้ qubits ซึ่งต่างจาก Bit ของคอมพิวเตอร์ทั่วไปตรงที่ Qubits มีความบอบบางมาก การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของอุณหภูมิ แรงสั่นสะเทือน หรือสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าก็อาจทำให้เกิดความผิดพลาดได้

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์จึงรวม Physical Qubit หลายตัวเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง Logical Qubit ที่น่าเชื่อถือ โดยหน่วย Logical เหล่านี้ต้องการเชื้อเพลิงควอนตัมที่จัดเตรียมเป็นพิเศษอย่างต่อเนื่องซึ่งเรียกว่า magic states

ลองนึกภาพครัวในร้านอาหารที่ยุ่งมาก โดยอาหารทุกจานต้องใช้ซอสสดใหม่ที่บูดง่ายมาก หากพนักงานครึ่งครัวต้องคอยเคี่ยวซอสอยู่ตลอดเวลา ก็จะเหลือเชฟทำอาหารจานหลักน้อยลง

ในควอนตัมคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดแวร์ที่ต้องงวดอยู่กับการเตรียม Magic States จะไม่สามารถนำไปใช้คำนวณจริงได้ แต่วิธีการใหม่ของ Google ช่วยคืนทรัพยากรเหล่านั้นกลับมาใช้งานได้

วิธีการ Cultivation ของ Google ทำงานอย่างไร

Google เรียกเทคนิคใหม่นี้ว่า cultivation โดยระบบจะสร้าง Magic State แบบคร่าวๆ ขึ้นมา ตรวจสอบหาข้อบกพร่อง และทิ้งอันที่ไม่สมบูรณ์ในทันที

ชิป Willow ทำความแม่นยำสูงถึงประมาณ 99.99% fidelity สำหรับสภาวะที่ผ่านการตรวจสอบสำเร็จ

อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น มีเพียงประมาณ 8% ของการพยายามทั้งหมดเท่านั้นที่ผ่านการตรวจสอบ ซึ่งหมายความว่ามีเพียง 8 จาก 100 ครั้งที่รอดมาได้

นักวิจัยยังคงต้องขยายขีดความสามารถของวิธีการนี้ขึ้นอีกมาก และต้องรักษา Magic States เหล่านี้ให้เสถียรระหว่างการคำนวณที่ยาวนานและซับซ้อนยิ่งขึ้น

เราเข้าใกล้การโจมตีจริงมากแค่ไหนแล้ว?

เมื่อเดือนมีนาคม Google ประเมินว่า ควอนตัมคอมพิวเตอร์แบบซูเปอร์คอนดักติงที่มี Physical Qubit น้อยกว่า 500,000 ตัว ในทางทฤษฎีอาจสามารถเจาะการเข้ารหัสของกระเป๋าเงิน Bitcoin และ EthereumETH-0.20% ได้ ภายใต้ข้อสมมติฐานทางฮาร์ดแวร์ที่สมบูรณ์แบบเฉพาะเจาะจง

งานวิจัยในเวลาต่อมาเมื่อเดือนกันยายนได้แสดงวิธีลดภาระการคำนวณทางคณิตศาสตร์ลงอีก โดยความก้าวหน้าล่าสุดของ Google นั้นมุ่งเป้าไปที่การลดต้นทุนการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นระหว่างการโจมตีดังกล่าว

สำหรับสถานการณ์การโจมตีที่ใช้เวลา 9 นาทีหลังจาก Public Key ถูกเปิดเผย นักวิทยาศาสตร์คำนวณว่าเครื่องคอมพิวเตอร์จะต้องใช้ magic states ที่น่าเชื่อถือประมาณ 500,000 สภาวะในทุกๆ วินาที

แม้ว่า Willow จะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ แต่การสร้างเครื่องที่มีประสิทธิภาพสูงถึงระดับนั้นยังคงเป็นอุปสรรคทางวิศวกรรมที่ใหญ่หลวงมาก

อนาคตของความปลอดภัย Bitcoin จะเป็นอย่างไรต่อไป?

เครือข่าย Bitcoin ไม่ได้หยุดนิ่งอยู่กับที่ นักพัฒนากำลังวิจัยการอัปเกรดเพื่อต้านทานควอนตัมอย่างจริงจัง ซึ่งสามารถนำมาปรับใช้ได้นานก่อนที่ฮาร์ดแวร์ควอนตัมจะพัฒนาไปถึงระดับที่เป็นอันตราย

ผู้ใช้งานทั่วไปเพียงแค่ต้องย้ายเงินของตนไปยังที่อยู่รูปแบบใหม่ที่ปลอดภัยจากควอนตัมเมื่อการอัปเกรดปล่อยออกมา

ความท้าทายหลักยังคงเป็นเหรียญในยุค Satoshi ที่ถูกทิ้งร้างหรือสูญหาย เนื่องจากไม่มีเจ้าของมาคอยย้ายเงินเหล่านั้น Public Key ที่เปิดเผยจากยุคแรกเริ่มของ Bitcoin จึงยังคงเป็นเป้าหมายสำคัญของการวิจัยควอนตัมไปอีกหลายปี