ASIC проти квантових установок: наступна еволюція у видобутку криптовалют
Основні тези
- Квантові комп’ютери потенційно здатні домінувати у криптовалютному майнінгу, значно перевершуючи можливості сучасних ASIC-майнерів.
- Квантові установки можуть централізувати майнінгову потужність, надаючи переваги тим, хто може дозволити собі цю технологію, і тим самим загрожуючи децентралізації Bitcoin.
- Квантові комп’ютери можуть зламати сучасні криптографічні алгоритми, такі як ECC, що створює небезпеку для безпеки транзакцій у блокчейні.
- Квантостійка криптографія та нові механізми консенсусу є важливими для захисту блокчейн-мереж від квантових загроз.
У колах криптовалюти існує постійний жарт, який стверджує, що момент, коли хтось винайде квантового крипто-майнера, викличе «апокаліпсис кінця криптовалюти».
Мова йде про те, що така потужна машина могла б одноосібно домінувати у всьому процесі майнінгу Bitcoin, призводячи до розв’язання блоків за секунди, колапсу майнінг-пулів і вразливості самого блокчейна.
Цей сценарій все ще залишається далекою реальністю, оскільки квантовим обчисленням, ймовірно, потрібне ще десятиліття розвитку, щоб перейти від стадії досліджень і розробок. Однак, коли ця технологія дозріє, вона певно створить серйозну загрозу для майбутнього криптовалют.
У цій статті аналізується поточний стан апаратного забезпечення для майнінгу, потенційні загрози від квантових установок та проактивні рішення, які розробляються задовго до повного появлення цієї технології.
Що таке ASIC?
ASIC, або спеціалізовані інтегральні схеми (англ. application-specific integrated circuits), наразі є найефективнішими пристроями для майнінгу Bitcoin та низки альткойнів. Це спеціалізовані чіпи, спроектовані для виконання лише одного завдання — на відміну від багатофункціональних процесорів.
ASIC створені для майнінгу криптовалют з максимальною ефективністю. Вони перевершують CPUs та GPUs завдяки тому, що запрограмовані виконувати лише одну функцію — майнінг — набагато швидше та ефективніше. На відміну від GPU, які можуть виконувати різноманітні завдання, такі як обробка відео чи запуск ігор, ASIC здійснюють лише одну функцію, але з надзвичайною швидкістю й потужністю. Ці чіпи революціонізували майнінг криптовалюти з моменту їх появи приблизно у 2013 році.
Проте, незважаючи на своє домінування, ASIC не позбавлені недоліків. Їх часто критикують за високий рівень енергоспоживання, що сприяє створенню екологічних проблем.
Крім того, вони централізували майнінг серед небагатьох потужних гравців, які мають доступ до найновішого та найпотужнішого апаратного забезпечення. Це викликає занепокоєння щодо децентралізації мережі Bitcoin, що є основним принципом криптовалюти.
Однак для тих, хто хоче конкурентно майнити Bitcoin, станом на вересень 2024 року ASIC залишаються єдиним реальним вибором.
Чи знали ви? ASIC створені з таким специфічним обладнанням, що вони можуть майнити лише конкретний алгоритм, наприклад, SHA-256 для Bitcoin. Ця екстремальна спеціалізація означає, що їх неможливо перепрофілювати для інших типів обчислень, що робить їх фактично марними, якщо криптовалюта, для якої вони створені, стає застарілою або нерентабельною для майнінгу.
Що таке квантові установки?
Квантові установки можуть кинути виклик існуючому стану справ, представляючи наступну хвилю революції у майнінгу криптовалют на основі принципів квантових обчислень.
Хоча вони поки що не мають повної реалізації на практиці, їх потенційна потужність може значно перевершити найкращі сучасні ASIC майнери. Щоб зрозуміти принцип роботи квантових установок, спочатку варто розібратися в основах квантових обчислень.
Основи квантових обчислень
Квантові обчислення працюють на принципах, які суттєво відрізняються від традиційної двійкової обчислювальної системи. Є три важливі терміни, які вам потрібно знати.
Основні одиниці квантового комп’ютера — кубіти
На відміну від класичних бітів, які можуть бути або 0, або 1, кубіти можуть перебувати в стані суперпозиції, тобто одночасно представляти як 0, так і 1. Це дозволяє квантовому комп’ютеру обробляти кілька можливих варіантів одночасно, значно збільшуючи його обчислювальну потужність.
Ще одна ключова концепція — заплутаність
Коли кубіти стають заплутаними, стан одного кубіта безпосередньо пов’язаний зі станом іншого, навіть якщо вони знаходяться на великих відстанях один від одного. Це дозволяє квантовим комп’ютерам виконувати розрахунки набагато ефективніше, оскільки вони можуть миттєво враховувати кілька змінних.
Останній елемент головоломки — квантова інтерференція
Вона дозволяє квантовим комп’ютерам швидше розв’язувати складні проблеми. Підлаштовуючи ймовірності різних результатів, квантовий комп’ютер може швидше дійти до найбільш імовірного розв’язку, ніж це міг би зробити класичний комп’ютер.
Коротко кажучи, квантові комп’ютери можуть одночасно досліджувати численні обчислювальні шляхи, тоді як традиційні комп’ютери мають виконувати ці шляхи послідовно. Це дає квантовим обчисленням перевагу у розв’язанні криптографічних задач, таких як ті, що використовуються у майнінгу криптовалют.
Що таке квантовий майнер?
Як було зазначено раніше, ASIC, які максимально оптимізовані для майнінгу, працюють, неодноразово намагаючись розв’язати криптографічні задачі (як-от алгоритм SHA-256, що використовується у Bitcoin), аж доки один з них не досягне успіху. Ці задачі розроблені так, щоб їх було складно розв’язати, вимагаючи величезних обсягів енергії та часу.
Квантовий комп’ютер зі своєю здатністю опрацьовувати численні можливості одночасно потенційно може розв’язувати ці задачі експоненційно швидше, ніж ASIC.
Наприклад, у той час як ASIC повинен силоміць перебирать мільйони варіантів послідовно, квантовий майнер теоретично може тестувати безліч рішень паралельно завдяки суперпозиції та квантовій інтерференції.
Практично це означає, що квантовий майнер може розв’язати криптографічну задачу, котра займає у ASIC хвилини або години, лише за декілька секунд.
Якщо технологія буде повністю розвинена, квантова установка може зробити теперішню технологію майнінгу застарілою майже миттєво, адже вона здатна розв’язувати блоки з блискавичною швидкістю порівняно з традиційними майнерами.
Справді, залишається лише одне питання: що зупиняє квантовий майнінг?
Чи знали ви? Квантові комп’ютери, якщо будуть повністю розвинені, не вимагатимуть такого фізичного місця, як великі ферми ASIC. Як тільки квантове устаткування стане життєздатним, кілька квантових установок теоретично зможуть перевершити ферму з сотень машин ASIC.
