آیا کامپیوترهای کوانتومی باعث نابودی بیت کوین می‌شوند؟

با ادعای گوگل برای رسیدن به برتری کوانتومی، فناوری کامپیوترهای کوانتومی ممکن است چندان دور از دسترس نباشد. آیا ارتباطی بین کامپیوترهای کوانتمی و نابودی بیت کوین وجود دارد؟ آیا بیت کوین را تهدید می کنند؟ آیا یک کامپیوتر کوانتومی روزی از راه می رسد و تمام کیف پول ها را خالی می کند و تمام بیت کوین ها را از طریق قدرت محاسباتی برتر خود استخراج می کند؟ برخی می گویند بله، در دراز مدت، ممکن است این اتفاق بیفتد اما برخی دیگر می گویند نه، برای مدت طولانی نگرانی در این زمینه وجود نخواهد داشت.

رایانه های امروزی توانایی محاسباتی محدودی دارند. این به این دلیل است که فناوری محاسباتی فعلی از «بیت‌ها» استفاده می‌کند، یعنی کوچک‌ترین واحد ذخیره‌سازی اطلاعات. یک «بیت» فقط می‌تواند یک «0» یا «1» در هر نقطه از زمان داشته باشد. کل طیف الگوریتم های محاسباتی فعلی بر اساس پردازش این 0 یا 1 ساخته شده است. با این حال، کامپیوترهای کوانتومی می توانند کاری را انجام دهند که کامپیوترهای امروزی نمی توانند. محاسبات کوانتومی، (فناوری‌ای که در حال حاضر در مرحله تحقیق و توسعه است)، به بیت‌ها متکی نیست. از "Qubits"، یعنی "Quantum Bits" استفاده می کند. کیوبیت ها می توانند یک '0'، یک '1' و یک حالت روی هم قرار گرفته از هر دو را، همه در یک زمان نگه دارند.

این مورد یک الگوی محاسباتی کاملاً متفاوت ایجاد می کند، با قدرت محاسباتی قابل توجهی بیشتر از رایانه های کلاسیک امروزی. وقتی آنلاین هستید، هر اطلاعاتی که رد و بدل می کنید، معمولاً با RSA یا ECC رمزگذاری می شود. هر دوی اینها در برابر حملات کامپیوترهای کوانتومی آسیب پذیر هستند. یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی بزرگ، برای هر کسی که به صورت آنلاین در تعامل است، به یک مشکل امنیتی تبدیل خواهد شد.

اگر یک کامپیوتر کوانتومی بتواند اعتماد رمزنگاری را که ارزهای دیجیتال بر اساس آن ساخته شده اند، تضعیف کند، چه اتفاقی می افتد؟ جزئیات پیاده‌سازی ارزها و نحوه رسیدگی صرافی‌ ها به تراکنش‌ها و کیف پول‌ ها می‌تواند تأثیر جدی محاسبات کوانتومی روی ارزها را تغییر دهد.

چگونه محاسبات کوانتومی بر ذخیره ایمن داده های کریپتو تأثیر می گذارد؟

رمزگذاری داده های کلید خصوصی/کلید عمومی، امضای دیجیتالی کاربران بیت کوین را ایمن می کند. از اعداد فوق العاده بزرگی برای فاکتورسازی ابتدایی استفاده می کند که رایانه های کلاسیک عملاً نمی توانند آن را بشکنند.

با این حال، این موضوع می تواند با کامپیوتر کوانتومی تغییر کند. پیتر شور در سال 1995 یک الگوریتم کوانتومی چند جمله ای را معرفی کرده بود که اکنون آن را "الگوریتم شور یا Shor's algorithm" می نامیم.

تحقیقات به طور چشمگیری نشان داد که چگونه الگوریتم جدید در مقایسه با یک الگوریتم کلاسیک به تعداد بسیار کمتری عملیات برای حل یک مسئله فاکتورسازی بزرگ ابتدایی نیاز دارد. در واقع، یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند که الگوریتم شور را اجرا می کند می تواند چنین مشکلی را در چند روز حل کند.

این کار را با صدها میلیارد سالی که رایانه‌های کلاسیک برای حل یک مشکل مشابه زمان می‌برند مقایسه کنید! این موضوع می تواند رمزگذاری داده های کلید خصوصی/کلید عمومی امروزی را در معرض خطر قرار دهد. با این حال، نگران نشوید، زیرا کامپیوترهای کوانتومی هنوز تجاری نشده اند.

با این حال، به خاطر داشته باشید که بسیاری از سازمان ها به طور جدی در حال تحقیق و توسعه این فناوری هستند. به عنوان مثال، گوگل و IBM در حال حاضر روی کامپیوترهای کوانتومی خود کار می کنند.

نابودی بیت کوین یا بلاک چین با محاسبات کوانتومی

همانطور که گفتیم یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی بزرگ، به طور بالقوه می تواند الگوریتم های پیچیده را بسیار سریعتر از یک کامپیوتر کلاسیک فعلی اجرا کند. یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی بزرگ می تواند به طور بالقوه فناوری رمزگذاری مورد استفاده در بلاک چین را بشکند. این حملات کوانتومی ممکن است به فرد کمک کند تا شبکه های بلاک چین را برباید. با این حال، شبکه‌های بلاک چین با تهدید فوری فناوری‌های کوانتومی مواجه نیستند.

محاسبات درهم تنیدگی کوانتومی برای محاسبات کوانتومی بلاک چین متحد

یک اتفاق جالب در موضوع ظهور کامپیوترهای کوانتومی مربوط به یک تحقیق جدید است. دو محقق از دانشگاه ویکتوریا ولینگتون نیوزلند پیشنهاد می‌کنند که بلاک چین می‌تواند فراتر از استفاده از رمزنگاری کوانتومی حرکت کند. آنها محاسبات درهم تنیدگی کوانتومی را برای ایجاد نوع جدیدی از بلاک چین پیشنهاد می کنند و از مفهوم درهم تنیدگی در فیزیک کوانتومی برای این کار استفاده می کنند. به این معنا که دو ذره کوانتومی درهم تنیده، در نقطه ای از مکان و زمان که با یکدیگر برهم کنش دارند، وجود خود را به اشتراک می گذارند. از آن نقطه به بعد، اگر بخواهید یکی را اندازه گیری کنید، روی دیگری تأثیر می گذارد.

دل راجان (Del Rajan) و مت ویسر (Matt Visser)، یعنی دو محقق نامبرده، قصد دارند از این ویژگی استفاده کنند. آنها قصد دارند زنجیره بلوکی ایجاد کنند که در آن یک ذره کوانتومی تاریخ تمام پیشینیان خود را رمزگذاری کند. در نتیجه اگر هکرها سعی در هک یک ذره قبلی داشته باشند، عمل جاسوسی آنها، آن ذره را از بین می برد.

اگرچه این بلاک چین شبکه کوانتومی زنده خواهد ماند! به یاد داشته باشید که آخرین ذره در این بلاک چین تمام ذرات پیشین را در خود دارد. خلاصه پیشنهاد دو محقق این است که "اگر رایانه های کوانتومی بلاک چین ها را تهدید می کنند، بلاک چین های کوانتومی می توانند نوعی دفاع باشند".

آیا بیت کوین می تواند از هکرهای مسلح به رایانه های کوانتومی جان سالم به در ببرد؟

در آینده، حملات کوانتومی ممکن است قادر به شکستن الگوریتم های رمزگذاری مورد استفاده در بیت کوین باشند. با این حال، کامپیوترهای کوانتومی هنوز نمی توانند این کار را انجام دهند. احتمالاً یک پنجره زمانی 5 تا 10 ساله برای بیت کوین وجود دارد تا اقدامات امنیتی خود را تقویت کند تا بتواند از هکرهای مسلح به رایانه های کوانتومی جان سالم به در ببرد.

از سوی دیگر کامپیوترهای کوانتومی برای شکستن الگوریتم ایمن‌سازی بیت‌کوین، که رمزارز را در معرض خطر هکرها قرار می‌دهد، باید یک میلیون برابر بزرگ‌تر از امروز شوند.

شبکه بیت کوین توسط کامپیوترهایی به نام ماینرها که از الگوریتم رمزنگاری به نام SHA-256 استفاده می کنند که توسط آژانس امنیت ملی ایالات متحده ایجاد شده است، ایمن نگه داشته می شود. شکستن این کد اساساً برای رایانه‌های معمولی غیرممکن است، اما رایانه‌های کوانتومی که می‌توانند از ویژگی‌های فیزیک کوانتومی برای سرعت بخشیدن به محاسبات سوء استفاده کنند، از نظر تئوری می‌توانند آن را باز کنند.

مارک وبر و همکارانش در دانشگاه ساسکس بریتانیا بررسی کرده‌اند که برای شکستن بیت‌کوین به چه اندازه کامپیوتر کوانتومی نیاز دارید، این مطالعه از نظر تعداد کیوبیت‌ها یا بیت‌های کوانتومی، معادل بیت‌های محاسباتی معمولی انجام شده است.

هر تراکنش بیت کوین قبل از اینکه به بلاک چین اضافه شود، باید توسط شبکه ماینرها "تأیید" شود، (در دفتر کل غیرقابل تغییر بدون مالک). به هر تراکنش یک کلید رمزنگاری در طول این فرآیند تأیید اختصاص داده می شود و شکستن کلید به شما امکان می دهد مالکیت آن بیت کوین ها را در اختیار بگیرید.

وبر می گوید: تراکنش ها اعلام می شوند و یک کلید مرتبط با آن تراکنش وجود دارد. "و یک پنجره زمانی محدود وجود دارد که طی آن زمان، کلید آسیب پذیر است اما معمولاً حدود 10 دقیقه تا یک ساعت، شاید در روز زمان نیاز است."

تیم وبر محاسبه کرد که شکستن رمزگذاری بیت کوین در یک پنجره زمانی 10 دقیقه ای به یک کامپیوتر کوانتومی با 1.9 میلیارد کیوبیت نیاز دارد، در حالی که شکستن آن در یک ساعت به ماشینی با 317 میلیون کیوبیت نیاز دارد. حتی با در نظر گرفتن یک روز کامل، این رقم تنها به 13 میلیون کیوبیت کاهش می یابد.

این موضوع، خبر اطمینان‌بخشی برای دارندگان بیت‌کوین است زیرا ماشین‌های کنونی تنها کسری از این مقدار را دارند. به عنوان مثال کامپیوتر کوانتومی ابررسانا IBM تنها ۱۲۷ کیوبیت دارد، بنابراین دستگاه‌ها باید یک میلیون بار بزرگ‌تر شوند تا ارز دیجیتال را تهدید کنند، چیزی که وبر می‌گوید بعید است حداقل برای یک دهه دیگر اتفاق بیفتد.

اگرچه بیت کوین برای آینده قابل پیش‌بینی ایمن است، اما نگرانی‌هایی در مورد سایر داده‌های رمزگذاری‌شده با پنجره زمانی بسیار گسترده‌تری از آسیب‌پذیری وجود دارد. یک ایمیل رمزگذاری شده که امروز ارسال می شود را می توان در آینده پس از در دسترس بودن یک کامپیوتر کوانتومی جمع آوری، ذخیره و رمزگشایی کرد.

آیا در حال حاضر شبکه های بلاک چین مقاوم در برابر کوانتومی وجود دارد؟

برخی از ارزهای رمزپایه تهدید ناشی از انقلاب کوانتومی را زود پیش بینی کرده اند. آنها روی ساخت شبکه های بلاک چین مقاوم در برابر کوانتومی کار کرده اند. QRL، Hcash و IOTA چند نمونه از آن هستند. 

جمع بندی

جوامع بلاک چین باید فعال باشند. واضح است که چند سال طول می کشد تا نسخه تجاری کامپیوترهای کوانتومی وارد بازار شود. از این رو، شبکه های بلاک چین و رمزگذاری داده ها ممکن است در حال حاضر ایمن باشند. با این حال، اکوسیستم بلاک چین نباید تهدید را دست کم بگیرد.

همانطور که می دانید، بلاک چین مورد توجه بسیاری قرار گرفته است و ممکن است شاهد باشیم که بسیاری از کسب و کارها و دولت ها آن را برای خود اتخاذ می کنند. اکنون، تأثیر انتشار ناگهانی رایانه‌های کوانتومی را در نظر بگیرید، که امنیت بلاک چین را بلافاصله کاهش می‌دهد.

تا آن زمان، کسب‌وکارها، دولت‌ها و جوامع انرژی و منابع قابل توجهی را برای پذیرش بلاک چین سرمایه‌گذاری خواهند کرد. آنها ناگهان متوجه می شوند که سرمایه گذاری آنها اهمیت زیادی ندارد! برای جلوگیری از چنین سناریوی ناخوشایندی، جوامع بلاک چین باید به طور فعالانه با تهدید محاسبات کوانتومی مقابله کنند.