تهدید کوانتومی هنوز به طور کامل فرا نرسیده اما کارشناسان هشدار می دهند که «روز کوانتومی» یا Q-Day ممکن است چندان دور نباشد؛ روزی که رایانه های کوانتومی بسیار قدرتمند بتوانند امضاهای دیجیتال بیت کوین را جعل کرده و تراکنش های غیرمجاز را تأیید کنند. در چنین سناریویی، میلیاردها دلار بیت کوین موجود در کیف پول های آسیب پذیر در معرض خطر قرار می گیرد. در این مطلب بررسی می کنیم که Q-Day دقیقاً چیست، چرا از آن با عنوان «آخرالزمان کوانتومی» برای رمزنگاری یاد می شود، چه مقدار بیت کوین ممکن است آسیب پذیر باشد و شبکه بیت کوین برای مقابله با این تهدید به چه تغییراتی نیاز دارد.
روز کوانتومی چیست؟
روز کوانتومی (Q-Day) به نقطه ای در آینده اشاره دارد که رایانه های کوانتومی به اندازه ای قدرتمند می شوند که می توانند رمزنگاری مورد استفاده در شبکه هایی مانند بیت کوین را بشکنند. اگرچه رایانه های کوانتومی امروزی هنوز قادر به این کار نیستند اما پیشرفت های سریع شرکت های بزرگی چون گوگل و IBM نشان می دهد که این روز ممکن است زودتر از انتظار فرا برسد. در صورت وقوع Q-Day، آدرس های قدیمی بیت کوین در معرض خطر هک شدن قرار گرفته و ممکن است حجم عظیمی از دارایی ها که طبق برخی تخمین ها بیش از 711 میلیارد دلار است، در کیف پول های آسیب پذیر به خطر بیفتد.
ارتقاء شبکه بیت کوین به گونه ای که در برابر حملات کوانتومی مقاوم باشد، فرآیندی پیچیده و زمان بر است و نیازمند آمادگی زودهنگام است. چالش اصلی در این زمینه، عدم قطعیت در زمان دقیق فرا رسیدن Q-Day و همچنین عدم وجود اجماع در جامعه بیت کوین بر سر بهترین روش پیاده سازی پروتکل های پساکوانتومی است. این ابهامات باعث نگرانی شده است؛ چرا که اگر تهدید کوانتومی زودتر از آمادگی کامل شبکه بیت کوین محقق شود، پیامدهای امنیتی و مالی شدیدی در پی خواهد داشت.
حمله کوانتومی چگونه اتفاق می افتد؟
یک حمله کوانتومی موفق، برخلاف تصور رایج، یک رویداد ناگهانی و پر سر و صدا نخواهد بود، بلکه به شکلی کاملاً مخفیانه رخ می دهد. مهاجم ابتدا با دسترسی به یک رایانه کوانتومی، بلاک چین بیت کوین را برای یافتن آدرس هایی که کلید عمومی آنها قبلاً فاش شده است، اسکن می کند. این آدرس ها شامل کیف پول های قدیمی، آدرس هایی که چندین بار مورد استفاده قرار گرفته اند، خروجی های ماینینگ اولیه و حساب های غیرفعال می شود. در مرحله بعد، مهاجم کلید عمومی را برداشته و با استفاده از الگوریتم شور (Shor) که توسط پیتر شور در سال 1994 معرفی شد، آن را در رایانه کوانتومی تجزیه و تحلیل می کند.
این الگوریتم به رایانه های کوانتومی اجازه می دهد تا مسائلی مانند تجزیه اعداد بزرگ و محاسبه لگاریتم گسسته را با سرعتی بسیار بیشتر از رایانه های کلاسیک حل کنند؛ مسائلی که اساس امنیت رمزنگاری منحنی بیضوی در امضاهای دیجیتال بیت کوین بر پایه دشواری حل آنها بنا شده است. اگر یک رایانه کوانتومی به تعداد کافی کیوبیت پایدار و مقاوم در برابر خطا دست یابد، قادر خواهد بود با بهره گیری از الگوریتم شور، کلید خصوصی را از روی کلید عمومی فاش شده محاسبه کند. به گفته جاستین تیلر، شریک تحقیقاتی آندرسن هوروویتز، دستیابی به کلید خصوصی به مهاجم امکان جا به جایی کوین ها را می دهد.
او توضیح می دهد که رایانه های کوانتومی می توانند امضاهای دیجیتال فعلی بیت کوین را جعل کنند، به این معنی که فرد مهاجم می تواند بدون اجازه شما تراکنشی را تأیید کرده و تمام دارایی های بیت کوین شما را منتقل کند. این امضای جعلی از دید شبکه بیت کوین کاملاً معتبر تلقی شده، توسط نودها پذیرفته و توسط ماینرها در بلاک چین ثبت می شود، بدون آنکه هیچ نشانه ای از سوء ظن وجود داشته باشد. در صورت حمله همزمان به تعداد زیادی از آدرس های افشا شده، ممکن است میلیاردها دلار در عرض چند دقیقه جا به جا شود و بازارها پیش از شناسایی کامل حمله، واکنشی سریع نشان دهند.
روز کوانتومی نزدیک تر می شود: دستاوردهای عملی در سال 2025
سال 2025 نقطه عطفی در حوزه رایانش کوانتومی بود و این فناوری را از دایره مفاهیم تئوری خارج کرده و به واقعیت نزدیک تر ساخت. پیشرفت ها صرفاً به مقالات علمی محدود نماندند، بلکه شرکت های بزرگ فناوری دستاوردهای ملموس و قابل اندازه گیری را به نمایش گذاشتند. در ژانویه، گوگل با تراشه 105 کیوبیت ویلو (Willow) کاهش چشمگیری در خطاها را ثبت کرد و از ابررایانه های کلاسیک پیشی گرفت. فوریه شاهد معرفی پلتفرم ماجورانا (Majorana 1) توسط مایکروسافت و همکاری با اتم کامپیوتینگ (Atom Computing) برای ثبت رکورد جدید در درهم تنیدگی کیوبیت های منطقی بودیم. در آوریل، مؤسسه NIST توانست زمان همدوسی کیوبیت های ابررسانا را به 0.6 میلی ثانیه افزایش دهد که گامی مهم در جهت پایداری محاسبات کوانتومی محسوب می شود. این روند با اعلام اهداف بلند پروازانه IBM در ژوئن برای رسیدن به 200 کیوبیت منطقی تا سال 2029 و بیش از 1000 کیوبیت تا اوایل دهه 2030، ادامه یافت.
برای کسب اطلاعاتی در مورد سیگنال ارز دیجیتال و مشاهده نتایج، بر روی لینک کلیک کنید.
نیمه دوم سال 2025 نیز شاهد دستاوردهای قابل توجهی بود؛ در اکتبر، IBM موفق به درهم تنیدگی 120 کیوبیت شد و گوگل نیز دستیابی به "افزایش سرعت کوانتومی تأیید شده" را تأیید کرد. در نوامبر، IBM با رونمایی از تراشه ها و نرم افزارهای جدید، اهداف خود برای دستیابی به برتری کوانتومی در سال 2026 و سیستم های تحمل پذیر در برابر خطا تا سال 2029 را اعلام کرد. مجموع این پیشرفت ها نشان می دهد که فاصله میان تحقیقات آزمایشگاهی و کاربرد عملی رایانش کوانتومی به طور قابل ملاحظه ای در حال کاهش است و "روز کوانتومی" که در آن این فناوری قادر به شکستن رمزنگاری های فعلی خواهد بود، هرچه بیشتر به واقعیت نزدیک می شود.
روز کوانتومی و آسیب پذیری بیت کوین
آسیب پذیری بیت کوین در برابر حملات کوانتومی عمدتاً به دلیل نحوه عملکرد امضاهای دیجیتال آن است که بر پایه رمزنگاری منحنی بیضوی بنا شده اند. مشکل اساسی اینجاست که هنگام خرج کردن بیت کوین از یک آدرس، کلید عمومی مرتبط با آن آدرس به طور دائمی در بلاک چین فاش می شود. در قالب های قدیمی تر مانند «پرداخت به کلید عمومی»، کلید عمومی حتی پیش از اولین تراکنش نیز مستقیماً منتشر می شد. هرچند قالب های جدیدتر مانند «پرداخت به هش کلید عمومی» کلید عمومی را تا زمان استفاده پنهان نگه می دارند اما آدرس هایی که در گذشته از قالب های اولیه استفاده کرده اند، از جمله حدود یک میلیون بیت کوین متعلق به دوران ساتوشی ناکاموتو، در برابر حملات کوانتومی آینده بسیار آسیب پذیر هستند.
جاستین تیلر، محقق برجسته، تأکید می کند که برای حفظ امنیت این کوین های قدیمی، لازم است ساتوشی یا دارندگان کنونی آنها، دارایی ها را به کیف پول های مقاوم در برابر کوانتوم منتقل کنند. کوین های رهاشده، به ارزش تقریبی 180 میلیارد دلار که بخش قابل توجهی از آن به ساتوشی نسبت داده می شود، به دلیل عدم جا به جایی طولانی مدت، ریسک بالایی را متوجه خود می بینند. علاوه بر این، کوین هایی که کلید خصوصی آنها گم شده است نیز دسته ای دیگر از دارایی های آسیب پذیر در برابر حملات کوانتومی را تشکیل می دهند. این دارایی ها که اغلب بیش از یک دهه است جا به جا نشده اند، امکان انتقال به کیف پول های مقاوم در برابر کوانتوم را ندارند و به هدفی آسان برای رایانه های کوانتومی قدرتمند در آینده تبدیل خواهند شد.
از آنجایی که هیچ مکانیزمی برای توقف یا مسدود کردن مستقیم بیت کوین در زنجیره وجود ندارد، راهکارهای عملی فعلی بر انتقال دارایی های آسیب پذیر به آدرس های جدید، استفاده از فرمت های پساکوانتومی و مدیریت فعالانه ریسک ها متمرکز هستند. با این حال، اجرای رمزنگاری های پساکوانتومی با چالش های قابل توجهی روبرو است؛ این امضاها به طور قابل ملاحظه ای بزرگ تر از امضاهای 64 بایتی فعلی هستند (10 تا 100 برابر بزرگ تر)، که این امر منجر به افزایش حجم داده ها در بلاک چین و در نتیجه، هزینه های ذخیره سازی و پردازش بیشتری برای هر نود می شود و مدیریت این هزینه ها را در مقایسه با سایر سیستم ها، برای بیت کوین دشوارتر می سازد.
روز کوانتومی و راهکارهای پیشنهادی برای محافظت از بیت کوین
برای آماده سازی بیت کوین در برابر تهدیدهای احتمالی «روز کوانتومی»، توسعه دهندگان مجموعه ای از پیشنهادهای بهبود بیت کوین یا همان BIPها را مطرح کرده اند که از راهکارهای سبک و اختیاری تا مهاجرت کامل شبکه را در بر می گیرد. برخی از مهم ترین این طرح ها شامل BIP-360 یا P2QRH است که آدرس های جدیدی با پیشوند `bc1r...` ایجاد می کند و امضاهای فعلی را با طرح های پساکوانتومی مانند ML-DSA یا SLH-DSA به صورت ترکیبی تقویت می کند، هرچند به دلیل بزرگ تر شدن امضاها هزینه تراکنش ها افزایش می یابد. در کنار آن، «تپ روت مقاوم در برابر کوانتوم» یک شاخه پنهان پساکوانتومی به تپ روت اضافه می کند تا در صورت جدی شدن تهدید، بتوان آن را با سافت فورک فعال کرد.
طرح هایی مانند QRAMP نیز به مهاجرت اجباری خروجی های خرج نشده آسیب پذیر به آدرس های امن تر فکر می کنند، در حالی که روش هایی مثل P2TRH، فشرده سازی تراکنش ها با STARK، سازوکارهای Commit-Reveal، Helper UTXOs، تراکنش های «قرص سمی» و مدل های Fawkescoin هر کدام تلاش می کنند به شکلی متفاوت زمان افشای کلیدها را کاهش دهند، مسیر بازیابی را از پیش آماده کنند یا هزینه و حجم امضاهای پساکوانتومی را کنترل پذیرتر سازند. با این حال، اجرای این راهکارها ساده نیست، چون ساختار غیرمتمرکز بیت کوین که مهم ترین نقطه قوت آن است، فرایند ارتقا را بسیار کند و پیچیده می کند.
جاستین تیلر تأکید می کند که هر تغییر جدی در امضاها نیازمند اجماع میان توسعه دهندگان، ماینرها و کاربران است و همین موضوع باعث می شود مهاجرت به استانداردهای پساکوانتومی سال ها طول بکشد، اگر اصلاً به طور کامل اجرا شود. از سوی دیگر، مشکل کوین های رهاشده همچنان حل نشده باقی می ماند؛ چون برای انتقال آنها به آدرس های امن، اقدام فعال مالک لازم است اما بسیاری از این مالکان دیگر در دسترس نیستند. در نتیجه، جامعه بیت کوین باید تصمیم بگیرد که با این دارایی ها چه کند: آنها را از چرخه خارج کند یا اجازه دهد در برابر مهاجمان کوانتومی آسیب پذیر بمانند؛ تصمیمی که از نظر فنی، حقوقی و اجتماعی بسیار حساس و بحث برانگیز است.
نظر بدهید