آیا کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند «بیت کوین» را شکست دهند؟
به گزارش واحد ترجمه گذارنیوز، یکی از نادیده گرفته‌شده‌ترین مشکلات سیستم‌های بلاک چین، توانایی آنها در مقاومت در برابر ماشین‌هایی است که به سرعت در حال تکامل هستند و به عنوان کامپیوترهای کوانتومی شناخته می‌شوند.
این کامپیوترهای قدرتمند از فیزیک کوانتومی برای حل مسائل پیچیده‌ای که خارج از دسترس دستگاه‌های سنتی با استفاده از کیوبیت‌ها هستند، استفاده می‌کنند. کیوبیت‌ها می‌توانند مقدار 1 یا 0 را به طور همزمان نشان دهند که نوید افزایش تصاعدی قدرت محاسباتی را می‌دهد.
ابرقدرت‌های برتر جهان میلیاردها دلار برای توسعه این فناوری سرمایه‌گذاری می‌کنند و دلیل خوبی هم دارد. اولین کشور یا شرکتی که به محاسبات کوانتومی دست پیدا کند، آماده است تا رمزگذاری محافظت از اسناد حساس رقبا را بشکند.
در مورد سیستم‌های بلاک چین، رمزنگاری که از دفتر کل ضد دستکاری آنها محافظت می‌کند ممکن است در خطر باشد. محققان دانشگاه ساسکس (Sussex) در ماه فوریه (بهمن) تخمین زدند که یک کامپیوتر کوانتومی با 1.9 میلیارد کیوبیت اساساً می‌تواند رمزگذاری محافظت از بیت کوین را در عرض 10 دقیقه شکست دهد. 13 میلیون کیوبیت می‌تواند این کار را در حدود یک روز انجام دهد.
خوشبختانه، توانایی آماده کردن کامپیوترهای کوانتومی با این همه کیوبیت هنوز سال‌ها با ما فاصله دارد. IBM سال گذشته از پردازنده 127 کیوبیتی خود رونمایی کرد و قرار است واحدی با 1000 کیوبیت تا پایان سال 2023 تکمیل شود.
ینس گروت (Jens Groth)، پروفسور دانمارکی و محقق رمزگذاری در Dfinity گفت: «ما هنوز به آنجا نرسیده‌ایم. هیچ‌کس نمی‌داند که بازه زمانی دقیق آن چقدر است، اما بلاک چین ممکن است در عرض 10 تا 20 سال دیگر در معرض خطر قرار گیرد.»
گروت تاکید کرد که تمایز مهمی بین دو نوع فیزیکی و منطقی کیوبیت وجود دارد. دومی کیوبیتی را توصیف می‌کند که از طریق یک دروازه کوانتومی به برهم نهی بین 1 و 0 می رسد. یک کیوبیت منطقی از نه کیوبیت فیزیکی تشکیل شده است. او توضیح داد: «اعلان‌های شرکت در مورد یک نقطه عطف جدید کیوبیت معمولاً مربوط به کیوبیت‌های فیزیکی است، نه منطقی.»
اگرچه محققانی مانند گروت کامپیوترهای کوانتومی را به عنوان یک تهدید فوری برای فناوری بلاک چین نمی‌بینند، با این حال آزمایش‌هایی برای پیدا کردن راه‌حل‌ها ادامه دارد. گروت گفت: «رمزنگاران به این فکر می‌کنند که یک اقدام متقابل مناسب چگونه خواهد بود.»
توسعه دهندگان بلاک چین مزیت آشکاری در دفاع در برابر افزایش این قدرت محاسباتی دارند. به طور خاص، آنها می‌توانند تعداد ارقام را در کلیدهای رمزنگاری که از زنجیره محافظت می‌کنند، افزایش دهند – فرآیندی که مقیاس آن سریعتر از مهاجمان است. گروت مدعی است: «مدافعان در درازمدت برنده این نبرد هستند.»
این امر در زمینه رمزگذاری کلید متقارن هنگام بررسی استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) مشهود است. رایج‌ترین نسخه ۱۲۸ کلید می‌تواند توسط رایانه‌های کوانتومی و حتی مهاجمان کلاسیک شکسته شود. با این حال، نسخه AES 256، که دو برابر کلید دارد، به اندازه کافی قوی به نظر می‌رسد که بتواند در آینده نزدیک از حملات هکری بروت فورس (brute force) توسط ماشین‌های کوانتومی جلوگیری کند.
با این حال، برخی از رمزنگاران در مورد این رمزگذاری در دنیای پسا کوانتومی محتاط هستند. آنگشومان کارماکار (Angshuman Karmakar)، یکی از همکاران تحقیقاتی در گروه امنیت رایانه و رمزنگاری صنعتی (COSIC) در KU Leuven می‌گوید: «پیش‌بینی اینکه آیا ما قادر خواهیم بود به طور مداوم اندازه‌های کلید را در برابر کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند افزایش دهیم، بسیار سخت است.»
کارماکار گفت:«وقتی در خط دفاع قرار می‌گیرید، همیشه باید رویکرد بدبینانه‌ای داشته باشید. یک الگوریتم جدید هوشمندانه می‌تواند ظاهر شود و ناگهان به مهاجمان کمک کند. احتمال وقوع این اتفاق بسیار کم است، اما هرگز نمی‌توان آن را رد کرد.»
در همین حال، رمزنگاری شبکه‌ای راه حل بالقوه دیگری برای حملات کوانتومی ارائه می‌دهد. این نوع رمزگذاری نُویز ریاضی اضافه می‌کند که حتی می‌تواند یک ابر رایانه در آینده را گیج کند. گروت گفت:« کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند سوزنی را با دوبرابر کردن مداوم احتمال پیدا کردن آن در انبار کاه پیدا کنند. باید ساختارهایی طراحی کنید که این کامپیوترها نتوانند از آن استفاده کنند.»
به گفته کارماکار، راه حل‌های شبکه‌ای در حال حاضر در مرحله استانداردسازی هستند و باید به زودی برای استفاده عمومی آماده شوند. وی گفت: «بسیاری از مسائل به این بستگی دارد که این صنعت با چه سرعتی می‌تواند رمزگذاری جدید را اعمال کند. از سوی دیگر، زمان زیادی باقی مانده است تا کامپیوترهای کوانتومی به سطحی برسند که بتوانند بلاک چین را شکست دهند.»
به نظر می‌رسد اجرای ارتقای رمزگذاری برای یک سیستم بلاک چین بزرگترین دردسر برای رمزنگاران باشد. در یک بلاک چین معمولی مانند بیت کوین، هر نود باید متقاعد شود که به یک روش رمزگذاری جدید روی بیاورد. پروتکل های حاکمیتی مانند Internet Computer می‌توانند به طور خودکار سیستم خود را از طریق رای دادن کاربران به روز کنند. عزم جمعی در همه موارد ضروری خواهد بود.
با این حال، روند ارتقاء کلیدهای خصوصی موجود می‌تواند آسیب پذیری‌های جدیدی ایجاد کند. به این دلیل که طبق گفته گروت، پس از اجرای موفقیت آمیز رمزگذاری پسا کوانتومی، کلیدهای جدیدی توسط سیستم تولید می‌شود. برای اجرایی شدن تغییر به کلید جدید، کاربران باید با کلید قبلی خود امضا تایید را انجام دهند.
با این حال، کاربران غیرفعال ممکن است هرگز کلید خصوصی خود را ارتقا ندهند که می‌تواند مشکلات جدی ایجاد کند. کیف پول‌های غیرفعال قابل‌توجهی، مانند آن‌هایی که حاوی حدود ۱ میلیون بیت‌کوین هستند که ظاهراً متعلق به ساتوشی ناکاموتو هستند، احتمالاً هرگز شاهد بهبود رمزگذاری نخواهند بود. این می‌تواند بخش‌های خاصی از اکوسیستم کریپتو را در معرض حملات کوانتومی قرار دهد، حتی اگر بلاک‌چینی که آنها به آن متکی هستند به‌طور ایمن ارتقا یافته باشد.
در نتیجه با وجود این که بلاک چین‌ها در حال حاضر در برابر محاسبات کوانتومی در امان هستند، توسعه‌دهندگان باید هوشیار باشند و برای برداشتن گام‌های جدید برای اطمینان از صحت این موضوع آماده باشند.
مترجم: سوگند عادل فهمیده
منبع: decrypt.co