Kuantum Blockchain Zaman Makinesi Gibi Çalışıyor

Kuantum bilgisayarlar başta Bitcoin gibi blockchain şifreli kayıt defteri kullanan bütün kriptoparaların hash değerlerini kıracak. 300 qubitlik bir kuantum bilgisayar evrendeki bütün atomların kuantum durumunu hesaplayabilir. Oysa 2027’de dünya gayri safi hasılasının yüzde 10’u blockchain ile üretilecek. Bu durumda kriptopara şifrelerini korumanın tek yolu kuantum blockchain kullanmak.

Dubai blockchain’e geçti

Blockchain teknolojisini Bitcoin ve Lightning Network yazılarında anlattım. Ancak blockchain sadece kriptoparalardan ibaret değil. E-devlet kapısı da blockchain sistemine geçiyor.

Örneğin, Dubai yüzde 50 oranında blockchain’e geçti bile ve gelecekte bölgemizdeki diğer bankalar ile sigorta şirketleri de blockchain kullanmaya başlayacak ve akıllı telefonlarımızdaki bütün uygulamalar blockchain ile çalışacak.

Oysa kuantum bilgisayarlar, yakın gelecekte, bugün internette kullanılan bütün şifreleri kıracak (fraktal kodlar dahil). Bu yüzden kuantum bilgisayarlar blockchain uygulamaları ile bütün kriptoparaların da hash değerlerini kırabilecek.

Neyse ki bu felaketi önlemenin iki yolu var: 1) Gözetlenmesi imkansız olan kuantum internete geçmek ve 2) Blockchain uygulamalarını ve kriptoparaları kuantum bilgisayar ile şifrelemek.

İlgili yazı: Kara Delik Bombası: En Büyük Enerji Kaynağı

 

Kuantum blockchain

Kuantum bilgisayarlar kuantum fiziğindeki dolanıklık ve süperpozisyon özelliğinden yararlanıyor. Bunları önceki yazılarda anlattım; ancak kuantum bilgisayarların foton gibi parçacıkları dolanıklığa sokarak çalıştığını söyleyebilirim. Bu yüzden kuantum bilgisayarlar tek çekirdekle aynı anda binlerce işlem yapan gerçek anlamda paralel bilgisayarlardır.

Örneğin, internette bugün kullanılan ve Pi sayısı gibi çok sayıda basamağa sahip olan büyük asal sayıları ele alalım. Bu tür çok basamaklı sayılar kullanan hash’leri kırmak, geçen hafta katıldığım blockchain panelinde sohbet ettiğim Kaspersky güvenlik uzmanlarına göre en az 1000 yıl alıyor.

Ancak, kuantum bilgisayarların devreleri sadece 1 ve 0 değerini değil, ara değerleri de alabiliyor. Bu nedenle ve 15-20 yıl içinde, kuantum bilgisayarlar SHA-512 ile üretilmiş bir hash’i 1000 yıl, 10 yıl veya 1 yılda değil; sadece birkaç dakika içinde kırabilecek.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Nasıl yapacak?

1 milyon polinom içeren dev bir denklem düşünün. Paralel çalışan bir kuantum bilgisayar aynı anda sadece bir problem çözebilir. Ancak, bu denklemin ara basamakları olan 1 milyon polinomu aynı anda çözebilir. İşte bu nedenle kuantum bilgisayarlar blockchain hashlerini kısa sürede kırabilir.

Bu noktada hash terimi ile şifreleme teriminin aynı şey olmadığını da belirtelim: Blockchain’de kullanılan SHA-256 bir şifreleme algoritması değil, bir hash türetim algoritmasıdır; çünkü hash türetimi tek yönlü bir fonksiyondur (şifreleme ise ileri-geri çift yönlü oluyor).

Özetle hash üretimi için bilgisayara veri yüklersiniz ve bu veriyi temsil eden 256 bitlik bir hash türetirsiniz. Ancak, hash’i çözmeden veya kırmadan o hash’in hangi kişisel veriye karşılık geldiğini bilemezsiniz.

NSA gibi bir istihbarat örgütü, hash’in karşılık gelebileceği özgün veriyle ilgili mantıklı bir tahmin yürütebilir; ancak hash’i kırdığı zaman elde ettiği verinin orijinal veri olduğundan emin olamaz.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Bitcoin hesaplarını böyle koruyoruz

Ancak SHA-256 ve 512 algoritmalarını bizzat NSA’in geliştirdiğini unutmayalım! Dolayısıyla teorik olarak standart Bitcoin blockchain sistemini kullanan kriptoparaların dijital cüzdan hesaplarını kırmak (verinin uzunluğuna bağlı olarak) zor ama mümkündür. Nasıl derseniz:

SHA-256 algoritmasında 2²⁵⁶ hash var ve bunlardan sadece biri Bitcoin hesap cüzdanınızı şifrelemekte kullanılıyor. Şimdi bu 256 bitlik algoritma ile 512 baytlık veriyi 2⁴⁰⁹⁶ farklı kombinasyonla gizleyebiliriz (haydi şifreleriz diyelim). Oysa bu 2⁴⁰⁹⁶ farklı kombinasyonu ancak 2²⁵⁶ farklı hash ile temsil edebiliriz!

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

NSA şifreleri böyle kırıyor

Bu da NSA gibi istihbarat örgütlerinin Bitcoin hesaplarını ve diğer blockchain hash değerlerini kırmasını kolaylaştırıyor.

Daha basit bir ifadeyle: Bitcoin hash değeriniz 1 trilyon farklı hash içerebilir; ama NSA bu hash değerlerini üretmekte kullandığımız asal sayıların ilk 900 milyarını zaten biliyor olabilir (önceden hesaplamış olabilir). Bu yüzden hash değerinizi sanki 100 milyar kombinasyon varmış gibi kolayca kırabilir (NSA benzer bir yöntemi VPN şifrelerini kırmakta kullanıyor).

İlgili yazı: Gerçek Adem: İlk insan ne zaman yaşadı?

 

Kuantum bilgisayarlar ise

Bunu birkaç saniyede yapabilir. Ancak, kuantum internet kullanırsak ve zaman makinesi gibi çalışan kuantum blockchain sistemini buna eklersek kuantum bilgisayarların gelecekte Bitcoin ile diğer kriptopara hesaplarını hacklemesini önleyebiliriz.

Kuantum blockchain, blockchain hesap defterlerini kuantum bilgisayarlar ile şifrelemek anlamına geliyor. Hatta bunu zamanda dolanıklık ile yapabiliriz. Nasıl yapacağımızı anlamak için kuantum fiziğindeki dolanıklık özelliğine kısaca bakalım:

İlgili yazı: Proxima b: En Yakın Yıldızda Hayat Var mı?

 

Kuantum dolanıklık nedir?

Bunun için iki elektronu dolanıklığa soktuğumuzu düşünelim: Bu bağlamda dolanıklık bir elektronun kendisine dolanık olan eşini anında etkilemesine izin veriyor. Örneğin, bir elektron spin yukarı durumda dönüyorsa (saatin ters yönünde) dolanık eşi, mutlaka spin aşağı durumunda ve saat yönünde dönecektir. Kuantum bilgisayarlar dolanıklıkla çalışıyor.

Biz de kuantum bilgisayarların dolanıklık özelliği sayesinde 1 ve 0’a ek olarak ara değerler de alıp tümüyle paralel çalışmasını basit bir aritmetik işlemiyle örnekleyebiliriz: 1 sayısını 1 le çarparsanız bu işlem 1’e eşittir (+1 x +1 = 1). Öte yandan -1’i -1’le çarparak da 1 sayısını elde edersiniz.

Ancak, elinizdeki 1 sayısına baktığınızda bunun -1’lerin çarpımıyla mı, yoksa +1’lerin çarpımıyla mı oluştuğunu bilemezsiniz (-1’in karekökünü alamazsınız). Şimdi kuantum blockchain ile zamanda dolanıklığı anlatalım.

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Elektron yolları

Kuantum fiziğindeki Heisenberg’in belirsizlik ilkesi nedeniyle geleceği kesin olarak bilemeyiz. Yalnızca olasılıklar halinde bilebiliriz. Örneğin, bir elektron yüzde 70 olasılıkla sağdan ve yüzde 30 olasılıkla soldan gidecek diyebiliriz. Hatta bu olasılıkları yüzde 100 kesin olarak hesaplarız! Ancak hangi olasılığın gerçekleşeceğini önceden bilemeyiz.

Bunu yukarıdaki aritmetik örneğiyle birlikte düşünürsek şunu görüyoruz: Yaşadığımız evrende elektron sağdan gitmiş olabilir. Ancak ünlü fizikçi Feynman’ın dediği gibi, elektronun sağdan gittiğini matematiksel olarak ispatlamak için soldan gitmiş olduğunu da kabul etmek zorundayız. Elektronun gerçekten izlediği yol, ancak izlememiş olduğu diğer yolları da dikkate alarak hesaplanabilir.

Kısacası kuantum fiziğinde bir parçacığın geçmişi, olası bütün geçmişlerinin toplamıdır. Buna kuantum fiziğinde süperpozisyon özelliği diyoruz.

Kuantum bilgisayarlar önce parçacıkları süperpozisyona sokuyor, sonra dolanıklığa sokuyor ve dolanıklık sayesinde paralel çalışarak internet ile blockchain’de kullanılan bütün şifreleri kısa sürede kırabiliyor.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Öyleyse süperpozisyon nedir?

Bir atomu veya parçacığı çevreden tümüyle izole ederseniz bunlar aynı anda iki kuantum durumunda birden bulunabilirler.

Örneğin, bir elektronu çevreden tümüyle yalıtırsanız bu elektron gerçeklik dünyasında henüz bir seçim yapmamış olduğu; yani hiçbir parçacıkla etkileşime girmemiş olduğu için aynı anda hem sağa hem sola dönecektir. Aynı anda hem spin yukarı hem de spin aşağı durumunda olacaktır.

Elbette elektrona mikroskopla baktığınız anda süperpozisyon olasılıkları çöker ve tek bir olasılık gerçekleşir: Elektron ya spin yukarı durumda ya da spin aşağı durumdadır.

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük EnChroma

 

Peki süperpozisyonu bozmadan nasıl görüyoruz?

Önce elektron, foton veya atomları çevreden tümüyle izole ediyoruz. Sonra bunları birbiriyle dolanıklığa sokuyoruz. Bu dolanıklığı elektrona bakmak yerine, elektronun ayna görüntüsüne bakarak dolaylı yollardan görebiliyoruz. Öyle ki daha 20 yıl önce süperpozisyon halindeki berilyum atomlarının resmini çektik. Bunları deyim yerindeyse hem sağa, hem sola dönerken gözlemledik.

Kuantum bilgisayarlar da matematik problemlerinin her bir parçasını (polinomunu) farklı bir kuantum durumu ile kaydedebiliyorlar. Böylece parçacıkları süperpozisyona soktuklarında problemleri ve şifreleri hızla çözebiliyorlar.

En basitinden 2 qubitlik bir kuantum bilgisayar (dolanıklığa sokulmuş 2 süperpozisyon durumundaki kuantum bit), 2³ olasılığı (polinomu) aynı anda hesaplayabiliyor/çözebiliyor (bunlar 1, 0 ve [1, 0] olasılıklarıdır). Sadece 300 qubitlik bir kuantum bilgisayarın blockchain hash değerlerini nasıl kıracağını ise varın siz hesaplayın.

Aman boş verin, hesaplamışlar bile: Bugün 50 qubitlik kuantum bilgisayar yaptık. Ancak Yeni Zelanda, Wellington’daki Victoria Üniversitesi teorik fizikçisi Del Rjan’a göre; 300 qubitlik bir kuantum bilgisayar, gözlemlenebilir evrendeki bütün atomların kuantum durumlarını 1 saniyeden kısa sürede hesaplayabilir.

İlgili yazı: Kuantum Tünelleme ile Işıktan Hızlı İletişim

 

Zamanda dolanıklık

Şimdiye kadar uzayda dolanıklığı anlattık. Oysa bir de zamanda dolanıklık var. Bunun için Feynman’ın gerçek geçmiş olası tüm geçmişlerin toplamıdır sözünü hatırlayalım. Kuantum fiziğinde zamanda dolanıklık olduğunu biliyoruz; çünkü bilim insanları, 600 ışık yılı uzaktaki bir yıldızdan gelen fotonları (ışığı) dünyadaki fotonlarla dolanıklığa sokarak zamanda dolanıklığı gösterdiler.

Öyle ki sizin gözünüze yeni giren bir foton da Güneş’in 4 milyar yıl önce yaydığı başka bir fotonla dolanık olabilir. Böylece gözünüzdeki fotonu etkilediğinizde geçmişi de etkilemiş olursunuz (bu durum geçmişi değiştirdiğiniz anlamına gelmez!).

İlgili yazı: Kuantum internet Gizlilik ve Şifrenizi Koruyacak

 

Blockchain ve zamanda dolanıklık

Şimdi blockchain (blok zinciri) kullanan bir dijital dağıtık muhasebe defterinde, her bir blok kendinden önceki blokla (bir işlem kaydını temsil eden hash ile) matematiksel olarak uyumlu olmak zorundadır. Bu yüzden, blockchain’de sahtecilik yapmak; yani muhasebe defterinde kayıtları değiştirmek pratikte imkansızdır.

Buna bir de kuantum blockchain sistemini ekleyelim: Bu durumda blok zincirini kuantum bilgisayar ile oluşturuyorum. Böylece kuantum muhasebe defterindeki her bir blok sadece bir önceki blokla uyumlu olmakla kalmıyor.

Aynı zamanda bu blok zinciri 10 yaşında ise 10 yıl önce oluşturulmuş ilk blokla veya 4 yıl önce oluşturulmuş bir milyon iki yüz seksen üçüncü blokla da dolanık olabiliyor (hangi blokla dolanık olacağı belirsizlik ilkesi sebebiyle rastlantısaldır).

İlgili yazı: Çin’den Kuantum İnternet Uydusu

 

Çok katmanlı koruma

Üstelik 10 yıl önceki ilk blokta fotonlar sağdan gitmiş olsa bile, blok zincirindeki en yeni blok, asla gerçeklememiş olan fotonun soldan gitmesi olasılıyla da dolanık olabilir!

Kısacası kuantum blok zincirinde 1) Her blok bir önceki blokla uyumludur. 2) Her blok rastgele olarak seçilen herhangi bir blokla dolanık olarak hash’lenmiş olabilir ve 3) Her blok, rastgele olarak seçilen bir bloğun hiç gerçekleşmemiş bir olasılığıyla da dolanık olabilir!

İşte bu yüzden kuantum blockchain teknolojisi geçmişi etkileyen, ama geçmişi değiştiremeyen bir zaman makinesi gibi çalışıyor. Geçmişi değiştiremiyor; çünkü zamanda dolanıklık söz konusu olduğunda geçmiş ve gelecek bir bütündür. Biri olmadan diğeri de olmaz.

İlgili yazı: Kuantum ışınlama ve ışıktan hızlı iletişim

 

Kuantum internet

Kuantum internet dolanıklık ile çalışıyor. Hatta NSA gibi bir istihbarat örgütü araya sızmaya çalışırsa dolanıklık bozuluyor. Özetle bu interneti gözetlemeye kalkarsanız bağlantı kopuyor.

Nitekim Çin, 2016 yılında sırf Amerikalılar gözetlemesin diye dünyanın ilk kuantum internet bağlantısı kurdu. Hem de uzaydan kuantum internet kurdu (uzaya bir uydu gönderdi ve bu uydudaki bir fotonu Dünya’daki bir fotonla dolanıklığa soktu).

İlgili yazı: Kuantum ışınlama Rekoru: Çin Uzaya Foton Işınladı

 

Yapay zeka blokchain ile birleşirken

Biz de geleceğin e-devlet kapısının, bankalarının, sigorta şirketlerinin, mobil uygulamalarının ve kriptopara ticaretinin temeli olan blockchain sistemini 15-20 yıl içinde kuantum bilgisayarlarla şifreleyeceğiz.

Kuantum fiziğindeki zamanda dolanıklık özelliğinden yararlanarak gözetlenemeyen bir internet kuracak ve dijital kriptopara cüzdanlarındaki kişisel verilerimizi koruyan hash’lerin kırılmasını kesin olarak önleyeceğiz. Cesur dünyanın yeni ekonomisi kuantum blockchain ile gerçekten çok ilginç olacak.

Yeni dünyada bilgisayar korsanlığı bildiğimiz anlamda imkansız olacak ve kişisel verilerin gizliliği güvenceye alınacak. Ancak, bunun için kuantum internet ve kuantum blockchain sisteminin halk arasında yaygınlaşması gerekiyor (Herkes NSA olsun diye sokaktaki vatandaşa kuantum bilgisayar verirler mi?)

İlgili yazı: Facebook Cambridge Analytica İçin Gizliliği Güncelledi

 

Facebook blockchain’e geçerse

Ancak, asıl bomba Cambridge Analytica skandalı ile Brexit ve Trump seçim sonuçlarını etkileyen Facebook’un blockchain’e geçmesi olacak. Mesela Mark, FBcoin çıkarır mı veya neden şimdiye dek çıkarmadı?

Peki blockchain gibi dağıtık (yarı merkezi) uygulamalar yaygınlaşınca ve tümüyle merkezsiz olan diğer kriptoparalar da doların yerini alınca ne olacak?

Başta Facebook, Google, Amazon ve Apple gibi interneti gözetleyerek para kazanan şirketlerin gelir modelleri blockchain ekosisteminden nasıl etkilenecek? Onu da Blockchain Amazon ve Facebook’u Nasıl Etkileyecek yazısında okuyabilirsiniz. Havalar artık ısındığına göre bol sporlu günler dilerim.

Kuantum bilgisayar tehlikesi

¹Cosmic test backs ‘quantum spookiness’
²Quantum Blockchain using entanglement in time