آیا رایانش کوانتومی تهدیدی برای بیت‌ کوین است ؟

قدرت شبکه بیت‌کوین وابسته به تکنیک‌های رمزنگاری بسیار قوی است. اما اگر روزی در آینده‌ای نه چندان دور کامپیوترها به حدی پیشرفت کنند که دیگر استانداردهای رمزنگاری امروزی قدرت لازم را نداشته باشند، چه اتفاقی خواهد افتاد؟

این موضوع یکی از نگرانی‌های ایجاد شده در اثر پیشرفت رایانش کوانتومی است؛ فناوری که امکان استفاده از قوانین فیزیک کوانتوم برای سرعت بخشیدن به محاسبات و پردازش انبوهی از داده‌ها را فراهم می‌کند، در حدی که کامپیوترهای امروزی قادر به انجام آن نیستند.

در حال حاضر رایانش کوانتومی هنوز تازه کار است. و چنین کامپیوترهایی هنوز وارد بازار نشده اند، اما ممکن است زودتر از آنچه تصور می‌شود شاهد کاربرد عملی این فناوری باشیم.

کرک کردن کلیدهای خصوصی بیت‌کوین

کی از روش‌های کرک کردن کلیدهای خصوصی بیت‌کوین که زیاد از آن یاد می‌شود – هر چند هنوز چنین حمله‌ای با موفقیت انجام نشده. – جستجوی فراگیر کلیدهای خصوصی بیت‌کوین است.

حمله جستجوی فراگیر به امتحان کردن ترکیبات مختلف به صورت خودکار توسط کامپیوتر گفته می‌شود. تا در نهایت بین این ترکیب‌ها یک کلید خصوصی درست پیدا شود. تا مهاجم بتواند به ارزهای دیجیتال یک کاربر دیگر دسترسی پیدا کند.

مشکلی که امروزه برای اجرای چنین حمله‌ای وجود دارد این است که کلید خصوصی عددی بین 1 تا 2 به توان 256 است. این عدد بسیار بزرگ است و برآورد می‌شود از تعداد کل اتم‌های موجود در جهان بزرگتر باشد.

کامپیوترهای امروزی قادر به رسیدن به این اعداد و ارقام نیستند – مگر اینکه چند صد سال به آنها فرصت بدهیم!

چقدر با تولید کامپیوترهای کوانتوم فاصله داریم؟

در حال حاضر پیشرفت‌های خوبی در زمینه تکنولوژی کوانتوم به دست آمده است.

شرکت مایکروسافت در فوریه 2021 خبر از افتتاح سرویسی به اسم آژور کوانتوم داد که برای راه اندازی فناوری کوانتوم در کامپیوترهای این شرکت طراحی شده بود. در چین، شرکت SpinQ در حال کار روی یک کامپیوتر کوانتوم است و قصد دارد آن را با نرخ 5 هزار دلار در اختیار عموم قرار دهد. و در ماه مارس سال 2022 مرکز امنیت سایبری ناتو اعلام کرد که با موفقیت جریان‌های ارتباطی امن را در آنچه از آن به نام “دنیای پسا کوانتوم” یاد کرد، امتحان کرده است.

آیا بیت‌کوین در معرض خطر قرار دارد؟

بلاک‌های جدید در بلاک‌چین بیت‌کوین تقریباً هر 10 دقیقه یک بار ماین می‌شوند (هر چند لزوماً همه تراکنش‌های واجد شرایط در اولین بلاک در دسترس درج نمی‌شوند). وقتی این اتفاق رخ دهد، دیگر امکان دستکاری تراکنش‌ها وجود ندارد اما قبل از آن اگر مهاجمی کلیدهای خصوصی را جابجا کند می‌تواند موجودی والت کاربر را پیش از تأیید بلاک جدید در بلاک‌چین سرقت کند.

Andersen Cheng مدیر عامل شرکت رایانش کوانتومی می‌گوید: “پس از مشخص شدن کلید عمومی، کامپیوتر کوانتوم می‌تواند به سرعت کلید خصوصی را ظرف چند دقیقه یا حداکثر چند ساعت به دست آورد.”

اما او می‌گوید خطر اصلی دستکاری تراکنش‌ها نیست بلکه موضوع اعتماد است.

به گفته او “خطر اصلی این نیست که آیا کامپیوترهای کوانتومی امکان مشخص کردن اطلاعات کلید خصوصی را دارند یا خیر بلکه خطر اصلی قدرت کامپیوتر کوانتومی برای جابجایی کلید خصوصی بدون اطلاع شما است که می‌تواند باعث از بین رفتن اعتماد موجود نسبت به کل فرایند امضای دیجیتال شود.”

اما هنوز به چنین مرحله‌ای نرسیده ایم.

به گفته Mark Webber در دانشگاه ساسکس انگلیس، شکستن این سطح از رمزنگاری نیاز به کامپیوتر کوانتومی با 19 میلیارد کیوبیت دارد. این رقم بسیار عظیم است به خصوص با توجه به اینکه بهترین کامپیوتر کوانتوم آی‌بی‌ام 127 کیوبیتی است.

طبق اظهارات قبلی Cheng هنوز رایانش کوانتومی با مرحله تجاری شدن و ورود به بازار فاصله زیادی دارد اما این به آن معنا نیست که صنعت کریپتو می‌تواند خطر رایانش کوانتومی را نادیده بگیرد.

او می‌گوید: “وقتی این صحبت مطرح می‌شود که نیاز به نگرانی درباره کامپیوتر کوانتوم نیست و 10، 20 یا 30 سال با آن فاصله داریم، در واقع منظور کامپیوتر کوانتوم تجاری است. اما در دنیای امنیت سایبری تهدید بسیار نزدیک تر است.”

در واقع بر اساس بعضی برآوردها، ممکن است تنها 5 سال با کرک شدن سیستم‌های رمزنگاری شده توسط یک کامپیوتر کوانتوم فاصله داشته باشیم.

“ما نگران طراحی یک نمونه اولیه هستیم که بتواند تکنیک‌های رمزنگاری کنونی را در هم شکسته و منجر به ایجاد ریسک‌هایی شود که قبلاً به آن اشاره شد، کل صنعت کریپتو باید در برابر فناوری کوانتوم مقاوم سازی شود.”

اقدامات قابل انجام برای مقابله با این تهدید

دیگران در حال بررسی مسائلی هستند که نه تنها بر بیت‌کوین و ارزهای دیجیتال بلکه بر سایر سیستم‌های وابسته به رمزنگاری – مثل بانک‌ها – نیز تأثیرگذار هستند.

محققان کالج امپریال یک سافت فورک برای بلاک‌چین بیت‌کوین پیشنهاد داده اند که امکان انتقال امن موجودی به والت‌های مقاوم در برابر کوانتوم را فراهم می‌کند. دیگران افزایش طول کلیدهای بیت‌کوین را پیشنهاد داده اند.

شرکت مدیریت ارزهای دیجیتال CoinShares می‌نویسد ماهیت ساختاری بیت‌کوین طوری است که باعث شده استفاده از رایانش کامپیوتری برای آن بی ربط یا حداقل نابخردانه باشد. “ما معتقدیم که ترکیب هزینه‌های توسعه و قابلیت فنی اداره یک سیستم کوانتومی به گونه‌ای است که این سیستم از نظر فنی و اقتصادی قدرت رقابت با ماینرهای ASIC را در حال حاضر و شاید تا ابد نداشته باشد.”

در هر صورت این شرکت توصیه می‌کند که برای مقابله با تهدید، در دهه بعدی برای اصلاح زیرساخت‌های رمزنگاری تلاش شود.