لحظة فورت نوكس للعملات المشفرة: مقامرة بقيمة 1.3 تريليون دولار تثير الابتكار في المرونة الكمومية لدفتر الأستاذ الموزع الأكثر قيمة في العالم

إن شبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي من المحتمل أن تعطل سلسلة Bitcoin blockchain قد دفع المطورين إلى استكشاف تدابير استباقية لتعزيز دفاعات الشبكة. على الرغم من عدم وجود أجهزة كمبيوتر كمومية قادرة على اختراق سلسلة الكتل حاليا، فإن التهديد لم يعد نظريا، ويقدر الخبراء أن مثل هذا التهديد يمكن أن يتحقق في وقت مبكر من عام 2029. وكشفت دراسة حديثة أجرتها شركة جوجل أن جهاز كمبيوتر كمي قوي بما فيه الكفاية يمكن أن يضر بالتشفير الأساسي للبيتكوين في ثماني دقائق فقط، وهو أقل بدقيقة واحدة من متوسط ​​الوقت الذي تستغرقه تسوية كتلة بيتكوين.

إن المخاطر كبيرة، حيث يوجد ما يقرب من 6.5 مليون عملة بيتكوين، تقدر قيمتها بمئات المليارات من الدولارات، في عناوين ضعيفة يمكن أن يستهدفها الكمبيوتر الكمي بشكل مباشر. والجدير بالذكر أن بعض هذه العملات تنتمي إلى مبتكر العملة المشفرة الغامض، ساتوشي ناكاموتو. إن التسوية المحتملة لن تعرض أمن هذه الأموال للخطر فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى تقويض المبادئ الأساسية للبيتكوين، بما في ذلك الثقة في الكود الخاص بها ومفهوم النقود السليمة.

لفهم طبيعة هذا التهديد، من الضروري فهم الآليات الأساسية لأمن البيتكوين. تعتمد الشبكة على علاقة رياضية أحادية الاتجاه، حيث يتم إنشاء مفتاح خاص ورقم سري عند إنشاء المحفظة، ويتم اشتقاق مفتاح عام منهما. لإنفاق رموز البيتكوين، يجب على المستخدمين إثبات ملكية المفتاح الخاص عن طريق إنشاء توقيع مشفر يمكن للشبكة التحقق منه. هذا النظام غير قابل للاختراق تقريبًا بواسطة أجهزة الكمبيوتر الحديثة، الأمر الذي قد يتطلب مليارات السنين لإجراء هندسة عكسية للمفتاح الخاص من المفتاح العام باستخدام تشفير المنحنى الناقص.

ومع ذلك، يمكن للكمبيوتر الكمي المستقبلي تحويل هذا الشارع ذو الاتجاه الواحد إلى شارع ذو اتجاهين عن طريق استخلاص المفتاح الخاص من المفتاح العام، وبالتالي استنزاف العملات المعدنية المرتبطة به. يتم كشف المفتاح العام بطريقتين: من خلال العملات المعدنية التي تظل خاملة على blockchain (هجوم التعرض الطويل) أو من خلال العملات المعدنية التي تكون في مرحلة النقل أو المنتظرة في مجمع الذاكرة (هجوم التعرض القصير). إن عناوين مفتاح الدفع العام (P2PK)، التي يستخدمها ساتوشي والقائمون بالتعدين الأوائل، بالإضافة إلى تنسيق العنوان الحالي، Taproot (P2TR)، الذي تم تنشيطه في عام 2021، معرضة لهجوم التعرض الطويل. يتم تخزين ما يقرب من 1.7 مليون من رموز البيتكوين، بما في ذلك تلك التي تنتمي إلى ساتوشي، في عناوين P2PK القديمة، مما يجعلها عرضة لهجوم كمي محتمل.

واستجابة لهذا التهديد، تم اقتراح عدة مبادرات للتخفيف من المخاطر. يهدف أحد هذه المقترحات، وهو Bitcoin Improvement Proposal (BIP) 360، إلى إزالة المفتاح العام المضمن بشكل دائم في blockchain من خلال تقديم نوع جديد من المخرجات يسمى Pay-to-Merkle-Root (P2MR). وهذا من شأنه أن يمنع الكمبيوتر الكمي من استخلاص المفتاح الخاص، لأنه لن يكون لديه مفتاح عام للعمل معه. ومع ذلك، فإن هذا الاقتراح لن يؤدي إلا إلى حماية العملات الجديدة في المستقبل، مما يترك 1.7 مليون رمز بيتكوين موجود بالفعل في العناوين المكشوفة عرضة للهجوم.

يتضمن اقتراح آخر، SPHINCS+/SLH-DSA، استخدام التوقيعات الكمومية القائمة على التجزئة، والتي تكون أقل عرضة للهجمات الكمومية. تم توحيد هذا المخطط من قبل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) في أغسطس 2024 تحت اسم FIPS 205. ومع ذلك، فإن المقايضة لهذا الأمان الإضافي هي زيادة حجم التوقيع، مما قد يؤدي إلى ارتفاع الطلب على مساحة الكتلة ورسوم المعاملات. ولمعالجة هذه المشكلة، تم تقديم مقترحات بديلة، مثل SHRIMPS وSHRINCS، لتقليل أحجام التوقيع مع الحفاظ على أمان ما بعد الكم.

تهدف المقترحات الأخرى، مثل برنامج الالتزام/الكشف الخاص بـ Tadge Dryja، إلى حماية المعاملات في مجموعة الذاكرة من مهاجم كمي محتمل. يتضمن هذا الاقتراح فصل تنفيذ المعاملة إلى مرحلتين: الالتزام والكشف. من خلال نشر بصمة مختومة لنية إجراء المعاملة أولاً، ثم بث المعاملة الفعلية، يمكن للمستخدمين منع الكمبيوتر الكمي من تزوير معاملة منافسة لسرقة أموالهم. ومع ذلك، فإن هذا الاقتراح من شأنه أن يزيد من تكلفة المعاملات بسبب الخطوة الإضافية.

اقتراح آخر، Hourglass V2، يستهدف الثغرة الكمية المرتبطة بـ 1.7 مليون رمز بيتكوين موجود في العناوين القديمة المكشوفة بالفعل. يسعى هذا الاقتراح إلى إبطاء النزيف المحتمل عن طريق الحد من مبيعات هذه العملات إلى بيتكوين واحد لكل كتلة، وبالتالي منع التصفية الجماعية الكارثية بين عشية وضحاها والتي يمكن أن تزعزع استقرار السوق.

في حين أن هذه المقترحات لا تزال في مرحلة التطوير، فإن حقيقة تقديمها تشير إلى أن المشكلة كانت على رادار المطورين لبعض الوقت. إن الإدارة اللامركزية لشبكة بيتكوين، والتي تشمل المطورين وعمال المناجم ومشغلي العقد، تعني أن أي ترقية من المرجح أن تستغرق وقتًا طويلاً حتى تتحقق. ومع ذلك، فإن التدفق المستمر للمقترحات التي تهدف إلى معالجة التهديد الكمي قد يساعد في تخفيف مخاوف السوق وضمان ذلك