Μετα-κβαντική κρυπτογραφία σε τεχνολογίες blockchain.

Abstract

Η τεχνολογία blockchain αποτελεί μία από τις σημαντικότερες εξελίξεις των τελευταίων ετών, με συνεχώς αυξανόμενες εφαρμογές σε ποικίλους τομείς τείνει να αποτελέσει παγκόσμιο πρότυπο και να αντικαταστήσει τις συμβατικές μεθόδους δοσοληψίας, αφού προσφέρει διαφάνεια και ακεραιότητα στο σύνολό της. Παράλληλα, η κατασκευή ισχυρών κβαντικών υπολογιστών φαίνεται να είναι πιο κοντά από ποτέ και αναμένεται με προσμονή, αφού θα μπορέσουν να επιλύσουν πολλά προβλήματα σε διάφορους τομείς των θετικών επιστημών. Ταυτόχρονα όμως, θα έχουν την δυνατότητα να «επιτεθούν» στους μηχανισμούς ασφαλείας στους οποίους βασίζεται η blockchain τεχνολογία και το διαδίκτυο γενικότερα. Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής, λοιπόν, είναι να μελετηθούν σε βάθος και να αξιολογηθούν, τα τρέχοντα κβαντο-ανθεκτικά μοντέλα κρυπτογραφίας που θα μπορούσαν να καταστήσουν την τεχνολογία blockchain ασφαλή στην μετα-κβαντική εποχή. Συγκεκριμένα, στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής πραγματοποιήθηκε ενδελεχής μελέτη όλων των κρυπτογραφικών μηχανισμών μετα-κβαντικής κρυπτογραφίας, υπό το πρίσμα της χρήσης τους σε τεχνολογίες blockchain. Παράλληλα, μελετήθηκαν και τα διάφορα είδη τεχνολογιών blockchain, προκειμένου να αποσαφηνιστεί ο βαθμός στον οποίο η ασφάλειά τους πλήττεται με την έλευση των κβαντικών υπολογιστών. Περαιτέρω, χρησιμοποιήθηκε και η μέθοδος της πειραματικής έρευνας πάνω σε μια πρωτοπόρα τεχνολογία κβαντο-ανθεκτικής blockchain, τη λεγόμενη QRL (Quantum Resistant Ledger), η πρώτη τεχνολογία σε αυτόν τον τομέα, με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων που αφορούν την απόδοση της τεχνολογίας – σε απλό σημερινό οικιακό υπολογιστικό σύστημα – σε σύγκριση με το θεωρητικό μοντέλο. Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν από την θεωρητική έρευνα αποκαλύπτουν δυνατά και αδύναμα σημεία κάθε κβαντο-ανθεκτικής τεχνολογίας στους διάφορους τομείς της κρυπτογραφίας. Για αυτό άλλωστε, ίσως δούμε στο μέλλον να υπερισχύουν υβριδικά μοντέλα που θα συνδυάζουν δύο ή περισσότερες από αυτές τις τεχνολογίες. Επιπλέον, υπάρχουν παράγοντες που πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψιν στην αξιολόγηση των τεχνολογιών αυτών και αφορούν την αφομοίωσή τους από την βιομηχανία και την κοινωνία γενικότερα. Τα αποτελέσματα της πειραματικής έρευνας, από την άλλη, ήταν ενθαρρυντικά και οι μετρήσεις που έγιναν στα διάφορα σενάρια χρήσης έδωσαν τιμές πλησίον των αναμενόμενων βάσει θεωρίας.