فيتاليك يعيد النظر في نظرية التهديد الكمي: هل أساس العملات المشفرة مهدد حقًا؟

Original Article Title: "عودة التهديد الكمي، هل اهتزت أسس العملات المشفرة؟"

Original Article Author: Azuma, Odaily

في الآونة الأخيرة، أصبح تهديد الحوسبة الكمومية للعملات المشفرة مرة أخرى موضوعًا ساخنًا للنقاش عبر الإنترنت. والسبب وراء هذا الاهتمام المتجدد هو أن العديد من الشخصيات الرئيسية في صناعات الحوسبة الكمومية والعملات المشفرة قد أدلوا مؤخرًا بتوقعات جديدة بشأن تطور الحوسبة الكمومية وإمكاناتها المستقبلية.

أولاً، في 13 نوفمبر، ذكر Scott Aaronson، خبير الحوسبة الكمومية ومدير مركز معلومات الكم في جامعة تكساس، في مقال: "أعتقد الآن أنه قبل الانتخابات الرئاسية الأمريكية القادمة، قد يكون لدينا حاسوب كمومي مقاوم للأخطاء قادر على تشغيل خوارزمية Shor..."

بعد ذلك، في 19 نوفمبر، تحدث Vitalik Buterin، الشريك المؤسس لـ Ethereum، أيضًا في مؤتمر Devconnect في بوينس آيرس، مشيرًا إلى أن تشفير المنحنى البيضاوي (ECC) قد يتم كسره بواسطة الحوسبة الكمومية بحلول الانتخابات الرئاسية الأمريكية في عام 2028، وحث Ethereum على الترقية إلى خوارزمية ما بعد الكم خلال أربع سنوات.

ما هو التهديد الكمي؟

قبل أن نفسر توقعات Scott وVitalik، نحتاج إلى شرح موجز لماهية "التهديد الكمي".

بعبارات بسيطة، يشير التهديد الكمي للعملات المشفرة إلى احتمال أن يتمكن حاسوب كمومي قوي بما فيه الكفاية في المستقبل من كسر الأسس التشفيرية التي تحمي أمان العملات المشفرة الحالية، مما قد يقوض نموذج أمانها.

حاليًا، يعتمد أمان جميع العملات المشفرة تقريبًا (مثل Bitcoin وEthereum) على تقنية تُعرف باسم "التشفير غير المتماثل"، مع وجود جزئين أساسيين هما "المفتاح الخاص" و"المفتاح العام":

• المفتاح الخاص: يحتفظ به المستخدم بسرية، ويُستخدم لتوقيع المعاملات وإثبات ملكية الأصول؛

• المفتاح العام: يُولد من المفتاح الخاص، ويمكن نشره علنًا، ويُستخدم كعنوان محفظة أو جزء من العنوان.

تكمن حجر الأساس لأمان العملات المشفرة في حقيقة أن اشتقاق المفتاح الخاص من المفتاح العام غير ممكن حسابيًا في الوقت الحالي. ومع ذلك، يمكن للحوسبة الكمومية، بالاعتماد على مبادئ ميكانيكا الكم، تسريع عملية حل بعض المشكلات الرياضية بشكل كبير من خلال تشغيل خوارزميات محددة (مثل خوارزمية Shor المذكورة أعلاه)، وهذا بالضبط هو نقطة ضعف التشفير غير المتماثل.

دعونا نشرح أكثر ما هي خوارزمية Shor. لن نخوض كثيرًا في الرياضيات هنا، لكن جوهر خوارزمية Shor هو أنها تستطيع تحويل مسألة رياضية "شبه مستحيلة الحل" على الحاسوب التقليدي إلى مسألة "قابلة للحل نسبيًا" للعثور على الفترات على الحاسوب الكمومي، مما قد يهدد نظام التشفير الحالي القائم على "المفتاح الخاص - المفتاح العام" في العملات المشفرة.

ولتوضيح ذلك بمثال أبسط، يمكنك بسهولة تحويل سلة من الفراولة (تشبيه للمفتاح الخاص) إلى مربى (تشبيه للمفتاح العام)، لكن من الواضح أنه لا يمكنك إعادة المربى إلى فراولة. ومع ذلك، يظهر فجأة رمز غش (تشبيه للحوسبة الكمومية) قد يكون قادرًا على تحقيق ذلك بسرعة (تشبيه بخوارزمية Shor).

هل اهتزت أسس العملات المشفرة؟

فهل يعني هذا أن العملات المشفرة محكوم عليها بالفشل؟

لا داعي للذعر، فالتهديد الكمي حقيقي موضوعيًا، لكن المشكلة ليست ملحة بهذا القدر. ويكمن سبب هذا القول في نقطتين رئيسيتين: أولاً، لا يزال هناك وقت قبل ظهور تهديد حقيقي؛ وثانيًا، يمكن للعملات المشفرة تنفيذ خوارزميات ما بعد الكم من خلال التحديثات.

أولاً، بالنسبة للنقطة الأولى، حتى لو تحقق توقع Scott قبل انتخابات 2028، فهذا لا يعني أن أمان العملات المشفرة سيتعرض للخطر فعليًا؛ كما أن تصريح Vitalik لا يعني أن أسس Bitcoin وEthereum ستتزعزع، بل يشير فقط إلى وجود خطر نظري على المدى الطويل.

شرح Haseeb، شريك Dragonfly Capital، أنه لا داعي للذعر بشأن الجدول الزمني الجديد للحوسبة الكمومية، فتشغيل خوارزمية Shor لا يعني كسر مفتاح منحنى بيضاوي حقيقي بطول 256 بت (مفتاح ECC). يمكنك استخدام خوارزمية Shor لكسر رقم واحد—وهذا مثير للإعجاب بما فيه الكفاية—لكن كسر رقم يحتوي على مئات الأرقام يتطلب قدرة حسابية وهندسية أكبر بكثير... هذا أمر يجب أخذه على محمل الجد، لكنه ليس وشيكًا بأي حال من الأحوال.

قدم خبير أمان العملات المشفرة MASTR إجابة رياضية أوضح. فك توقيع المنحنى البيضاوي (ECDSA) المستخدم حاليًا في العملات المشفرة مثل Bitcoin وEthereum يتطلب حوالي 2300 كيوبت منطقي، و10¹² إلى 10¹³ عملية كمومية، ومع تصحيح الأخطاء، سيحتاج الأمر إلى ملايين أو حتى مليارات من الكيوبتات الفيزيائية. ومع ذلك، فإن الحواسيب الكمومية الحالية تحتوي فقط على 100 إلى 400 كيوبت ضوضائي مع معدل خطأ مرتفع ووقت تماسك قصير—الفجوة بين المتطلبات لكسر النظام الحالي لا تزال على الأقل أربعة أضعاف من حيث الحجم.

أما بالنسبة للنقطة الثانية، يعمل خبراء التشفير في الصناعة أيضًا على تطوير خوارزميات تشفير ما بعد الكم (PQC) الجديدة التي يمكنها مقاومة هجمات الحوسبة الكمومية، وقد استعدت سلاسل الكتل الرئيسية بالفعل لهذا الأمر.

في مارس من العام الماضي، كتب Vitalik مقالًا بعنوان "إذا جاء هجوم كمومي غدًا، كيف ستحل Ethereum ذلك؟" وذكر في المقال مرونة توقيعات Winternitz وSTARKs ضد التهديدات الكمومية، وتخيل حتى كيف ستقوم Ethereum بترقية عاجلة في حالة الطوارئ.

مقارنةً بـ Ethereum، قد لا يكون Bitcoin مرنًا بنفس القدر في تنفيذ التحديثات، لكن المجتمع اقترح منذ فترة طويلة حلول ترقية خوارزمية محتملة مثل Dilithium وFalcon وSPHINCS+. ومع زيادة النقاشات ذات الصلة مؤخرًا، صرح شخصية OG في Bitcoin، Adam Back، أيضًا بأن معايير التشفير ما بعد الكم يمكن تنفيذها قبل وقت طويل من ظهور تهديد حقيقي من الحوسبة الكمومية.

وباختصار، التهديد الكمي يشبه "مفتاح رئيسي" بعيد يمكن نظريًا أن يفتح جميع الأقفال التشفيرية الحالية في البلوكشين. ومع ذلك، فإن صانعي الأقفال يدرسون منذ فترة طويلة أقفالًا جديدة لا يمكن لهذا المفتاح الرئيسي فتحها، ويستعدون لاستبدال جميع الأبواب بأقفال جديدة قبل أن يتم إنشاء المفتاح الرئيسي.

هذه هي الحقيقة الموضوعية الحالية بشأن التهديد الكمي. لا يمكننا تجاهل تقدمه، لكن لا داعي للذعر الأعمى بسببه.