Рейтинг:2

Каковы глобальные затраты ресурсов (финансовые, энергетические, вычислительные мощности и время) из-за необходимости криптографии?

флаг vn

Классический отказ от ответственности: возможно, есть лучшее место, чтобы задать этот вопрос, если это так, прокомментируйте, и я буду рад переместить его.

Пример, который я ищу, связан с недавним исследованием энергопотребления биткойнов, например, здесь хотя в этом примере нет математики.

Примером, похожим по своей природе, является математика, стоящая за вопросом «сколько времени потребуется, чтобы взломать 128 AES»? -- Пример 1 -- Пример 2- с этого форума

Меня интересует математика, цифры на этом. В идеальном мире с абсолютно нулевым числом преступников, киберпреступностью, кражей личных данных, кражей или продажей данных, нарушением конфиденциальности и т. д., до бесконечности, нам вообще не понадобилась бы криптография. Конечно, мир, подобный приведенному выше, невозможно создать, но возникает вопрос в постоянно растущем обществе, испытывающем нехватку энергии и заинтересованном в энергии/параноидальном обществе, таком как Земля:

По состоянию на 2021 год вперед (столько лет, сколько вы считаете, чтобы рассчитать в будущем), на ежегодной статистической основе:

Каковы расходы на криптографию во всем мире в каждой из следующих категорий:

  • Потребление электроэнергии
  • Стоимость электроэнергии в долларах США
  • Общее время "упущено". Измеряется как непараллельное процессорное время.

В ваши расчеты не включайте (если не отдельно) какие-либо числа криптовалюты, поскольку это не связано с чистым вопросом: в идеальном мире, где нет необходимости в криптографии, связанной с информационными технологиями.

Обоснование «3 ответов». Придя к одному стабильному расчетному элементу для вышеперечисленного, например к общему времени, можно легко вывести или экстраполировать два других. Я думаю, что публиковать отдельный вопрос излишне, и они дают дополнительные данные, а также дополнительный ответ на вопрос: каковы расходы на криптографию во всем мире...

ОБНОВЛЕНО - немного упростил вопрос и обосновал, как «3 ответа» являются экстраполяцией/следствием одного ответа.

fgrieu avatar
флаг ng
Формулировка очень похожа на копирование/вставку интересного задания. Это сделало бы вопрос не по теме (https://crypto.stackexchange.com/help/on-topic) и, вероятно, нарушением местного академического кодекса поведения. Я предлагаю, чтобы ОП, по крайней мере, добавил к Q состояние своих текущих исследований и указал, что блокирует их прогресс.
RobbB avatar
флаг vn
Я не студент в этой области, я обучаюсь инженеру-программисту, и это вопрос исключительно личного интереса :) У меня нет научных или математических возможностей, чтобы ответить на этот вопрос, поэтому я обращаюсь к сообществу гениев; )
kodlu avatar
флаг sa
так что вы понимаете под разницей между временем вычислений и фактическим временем производства? что такое единицы производственного времени? что это вообще значит?
RobbB avatar
флаг vn
Извините, это было сложно объяснить.Я имею в виду, что, поскольку многоядерная обработка может одновременно выполнять параллельные вычисления, я хотел бы иметь непрерывное измерение времени процессора. Я предполагаю, что это также напрямую переводится в общее время, поскольку фактическое время производства я имею в виду без учета заявленного параллелизма процессорного времени. то есть фактическое время. Я обновлю и постараюсь объяснить лучше.
RobbB avatar
флаг vn
Если вы можете посоветовать мне лучшую терминологию, я был бы признателен.
Maarten Bodewes avatar
флаг in
Я думаю, что это интересный вопрос, но поскольку многие вычисления даже не видны всем, мне интересно, как, черт возьми, мы должны на него ответить. Может случиться так, что майнинг — это такой огромный энергозатрат, что он затмевает все остальное, но, поскольку почти каждый поток данных зашифрован, я немного в этом сомневаюсь. Я имею в виду, что мне пришлось искать незашифрованный поток mp3 для моей любимой радиостанции, потому что даже они теперь HTTPS, а видеопотоки обычно также зашифрованы.
флаг us
@MaartenBodewes, честно говоря, я думаю, что есть несколько возможных и интересных ответов, которые делают некоторые математические расчеты. Например, вы можете предположить, что весь HTTP-трафик зашифрован по протоколу TLS-1.3, а затем вычислить это для современного ЦП сервера. Это само по себе звучит как интересный ответ для меня. Однако в вопросе есть «из-за необходимости криптографии», что делает его немного субъективным, поэтому, возможно, на вопрос нельзя строго ответить.
Maarten Bodewes avatar
флаг in
В нынешнем виде вы задаете четыре очень широких вопроса; если это примерно ок. потребление энергии на 2021 год, тогда у вопроса может быть больше шансов на выживание. Вопросы, требующие активного исследования, как правило, не рассматриваются по теме.
RobbB avatar
флаг vn
Какие исследования необходимо будет провести? Может быть, немного для базовых данных в средних значениях при передаче и приблизительных данных в хранилищах по всему миру. Рассчитайте время вычислений и идите оттуда, я думаю, что сделаю это. В качестве примера также посмотрите, как некоторые гении рассчитали энергию и время для атак методом перебора криптографических ключей современных вычислительных мощностей по всему миру. Есть математика, которая мне не по плечу, и почему я не подходящий человек для этой работы. все равно буду пробовать
b degnan avatar
флаг ca
@RobbB Обычно это обходится мне как минимум в 50 раз больше (в цепях) по сравнению с реализацией без криптографии. AES256 примерно в 50 раз мощнее только по стоимости регистра. Мощность колеблется в зависимости от ключей и данных. Если вы хотите использовать двухканальное кодирование для защиты от атак, это 100x. Вы можете привести довольно хороший аргумент в вычислениях с ограниченной мощностью, чтобы ничего не шифровать.
Рейтинг:0
флаг vn

Стреляю в него из .50 BMG с полуоткрытыми глазами. Моя математика в лучшем случае приблизительна и очень элементарна. Я ни капельки не математик. Я все еще хотел бы видеть ответы уровня гения здесь. Но чтобы показать, что это относительно просто, я стреляю в это, докажите, что я ошибаюсь;)

Справка: процент зашифрованного веб-трафика по состоянию на 2020 г. - 80-90%

Справка: глобальные данные об IP за месяц на конец 2021 г. - 278 108 петабайт

Справка: пришло время зашифровать 1 ГБ с помощью AES 128 - 0,634 секунды

Параметры, которые я использую:

Только расчеты веб-трафика за месяц

85% всего веб-трафика, что составляет 236391,8 петабайт.

0,634 секунды для шифрования 1 ГБ

Предполагая базовый уровень AES 128

ЦП 2,2 ГГц @ 37 Вт

Я не включаю какие-либо данные в состоянии покоя/криптографические действия на стороне клиента.

Расчеты:

41631222,55 часов, чтобы зашифровать трафик за один месяц только один раз.

1,54 гигаватт-часа энергии

184 800 долларов США стоимости электроэнергии

Умножается дважды, так как трафик должен быть зашифрован и расшифрован:

83262445,1 часов для двустороннего шифрования

3,8 гигаватт-часа

369 600 долларов США стоимости электроэнергии

В год по всему миру:

999149341,2 часа для двустороннего шифрования

45,6 гигаватт-часов

4 435 200 долларов США стоимости электроэнергии

Что это означает на человека:

0,19 часов шифрования на человека в год

8,82 Вт на человека в год

0,00085 долларов США на человека в год

Заключение

Совсем неплохо, по моим очень-очень приблизительным параметрам и математике. По сравнению с биткойнами в месяц на 7583,33 гигаватт это как иголка в стоге сена...

Ответить или комментировать

Большинство людей не понимают, что склонность к познанию нового открывает путь к обучению и улучшает межличностные связи. В исследованиях Элисон, например, хотя люди могли точно вспомнить, сколько вопросов было задано в их разговорах, они не чувствовали интуитивно связи между вопросами и симпатиями. В четырех исследованиях, в которых участники сами участвовали в разговорах или читали стенограммы чужих разговоров, люди, как правило, не осознавали, что задаваемый вопрос повлияет — или повлиял — на уровень дружбы между собеседниками.