بيتكوين: يقترب التهديد الكمي أكثر

الكمبيوتر الكمي وBitcoin. هذه سلسلة ساخنة لن تختفي قريبًا، خاصة بعد تجربة IBM الأخيرة.

التشفير وBitcoin

قبل شرح نتائج IBM، لنغتنم الفرصة لتذكير بسيط بكيفية عمل bitcoin. الأمر ليس معقدًا جدًا للحصول على فكرة جيدة عنه.

تستخدم bitcoin عدة خوارزميات تشفير (رياضية). إحداها هي دالة التجزئة المسماة SHA-256. ويعمل عمال تعدين bitcoin بشكل خاص بهذه الدالة.

مهمة دالة التجزئة هي تحويل أي كمية من البيانات إلى "تجزئة". في جوهرها، التجزئة هي مجرد رقم. رقم كبير جدًا. علم التشفير يعمل بأرقام ضخمة جدًا.

"تعدين البيتكوين" يعني تمرير جميع بيانات كتلة (بضع آلاف من المعاملات) عبر مطحنة SHA-256. الهدف هو إيجاد تجزئة أقل من رقم الهدف (عن طريق المحاولة والخطأ، مليارات المرات في الثانية، ولهذا السبب يوجد استهلاك كهرباء كبير).

العامل الذي يجد أولاً تجزئة صالحة يمكنه إضافة كتلة إلى البلوكشين والحصول على المكافأة (حاليًا أكثر بقليل من 3 عملات bitcoin). يقوم المعدنون بإنشاء كتلة كل عشر دقائق تقريبًا.

هذه هي جزء "التعدين".

الجانب الرئيسي الآخر من التشفير في bitcoin يتعلق ببناء المعاملات. هذه المرة يتعلق الأمر بما يسمى التشفير "بالمفتاح العام". هذا هو ما سيكون تحت رحمة كمبيوتر كمي قوي بما فيه الكفاية (وليس SHA-256).

المحفظة ليست أكثر من برنامج يقوم بإنشاء أزواج مفاتيح تُستخدم لبناء المعاملات. إنشاء معاملة يعني إنشاء "utxo"، أي قطعة صغيرة من الشيفرة التي تربط مفتاحًا عامًا بعملات bitcoin (رقم).

المبدأ هو أن المفتاح الخاص فقط يمكنه فتح عملات bitcoin.

جيد جدًا. إذًا، بشكل ملموس، ما هو التهديد؟

6 بت صغيرة

الرياضيات هي التي تؤمن bitcoin. من المستحيل عمليًا، خلال فترة زمنية معقولة، حساب مفتاح خاص من مفتاح عام. سيستغرق الأمر مئات ملايين المليارات من السنين لأقوى كمبيوتر تقليدي في العالم لإنجاز ذلك.

لكن ليس إذا كان لديك كمبيوتر كمي قوي بما فيه الكفاية. والحقيقة أن يوم J يقترب أسرع من المتوقع حيث أظهرت IBM مؤخرًا مرة أخرى إمكانية مثل هذا الهجوم الكمي.

لقد نجح العملاق الأمريكي مؤخرًا في كسر مفتاح ECC مكون من 6 بت باستخدام خوارزمية Shor على كمبيوتر IBM_TORINO الكمي الذي يحتوي على 133 كيوبت فيزيائي. وكانت IBM قد نجحت بالفعل في كسر مفتاح مكون من 5 بت باستخدام نفس المعالج في يوليو.

هل يجب أن نقلق؟ نعم ولا. ما يدعو للقلق (بالنسبة للبيتكوين) هو أن الأمر يعمل. وما هو أقل إثارة للقلق هو حجم المفتاح.

مفتاح مكون من 6 بت لا قيمة له من الناحية التشفيرية. هذا يعني أن مساحة الحلول هي 64 (2⁶). يمكن لجهاز كمبيوتر عادي كسر مثل هذا المفتاح في بضع ميكروثواني.

لذا، هذه التجربة هي إثبات للمفهوم أكثر من كونها تهديدًا لـ bitcoin ومفاتيحه المكونة من 256 بت والتي هي أكبر بـ 2¹⁵⁰ مرة. الفجوة التي يجب تجاوزها لا تزال هائلة. سيتطلب الأمر ملايين الكيوبتات الفيزيائية وربما تقدمًا جديدًا في تصحيح أخطاء الكم.

لم نصل إلى هناك بعد. على سبيل المثال، أكبر معالج لدى IBM، Condor، يحتوي على 1,121 كيوبت فيزيائي. خارطة طريق IBM تتوقع فقط 200 كيوبت منطقي بحلول عام 2029. ومع ذلك، هناك حاجة إلى أكثر من 2,330 كيوبت منطقي على الأقل لكسر مفتاح bitcoin في أقل من شهر.

لكن انتبه... لا تزال IBM تعتقد أنها قد تنجح بحلول عام 2033:

هل هذه نهاية bitcoin؟

على الإطلاق. التهديد الكمي قد يصبح واقعيًا في أفق 3 إلى 10 سنوات. تعتقد مجموعة Pauli أنه ليس من المستحيل أن يتم كسر bitcoin بين عامي 2027 و2033. الاحتمال الأكبر في 2033 أكثر من 2027.

لذا يجب أن نتصرف في أقرب وقت ممكن لاختبار الفرضيات، وتدوير المفاتيح، وإنشاء خرائط طريق ما بعد الكم، والتأكد من أن bitcoin ليس لديه ما يخشاه في يوم J.

المشكلة أننا لا نملك بعد حلاً مثاليًا تمامًا. خوارزميات التشفير ما بعد الكم (على سبيل المثال، خوارزميات Kyber أو Dilithium) ستؤدي إلى تقليل صافي في عدد المعاملات لكل كتلة (تواقيع ومفاتيح أكبر).

مقالنا حول المقايضات: Bitcoin، التهديد الكمي يقترب.

علاوة على ذلك، بروتوكول Bitcoin ليس من السهل تغييره (وهذا أمر جيد). لدينا حاليًا دليل على ذلك مع الجدل حول op_return... يجب ترقية المحافظ لدعم التشفير ما بعد الكم. كما ستحتاج المحافظ الصلبة إلى برامج ثابتة جديدة.

وقبل كل شيء، يجب على كل مستخدم bitcoin نقل عملاته إلى عناوين ما بعد الكم. هذا لن يحدث بين عشية وضحاها.

لنختم بالتأكيد على أن عملات bitcoin الخاصة بك ستكون عرضة لهجوم كمي إذا وفقط إذا قمت بإعادة استخدام عناوين bitcoin الخاصة بك. يجب ألا تفعل ذلك أبدًا. أنشئ عنوانًا جديدًا لكل معاملة!

بالمجمل، حوالي 33% من BTC معرضة حاليًا للخطر. حوالي 6.36 مليون عملة bitcoin. من هذا المجموع الكبير، 4.49 مليون BTC معرضة للخطر بسبب إعادة استخدام العناوين. والباقي معرض للخطر بسبب أنواع العناوين القديمة جدًا (خاصة عملات bitcoin الخاصة بـ Satoshi Nakamoto).

لا تفوت مقالنا حول هذا الموضوع: تحقق مما إذا كانت عملات Bitcoin الخاصة بك مهددة من قبل الكمبيوتر الكمي.