تفحص شركة فيدليتي نقطة ضعف بيتكوين المحتملة أمام الحوسبة الكمومية
كشفت تحليلات فيدليتي للأصول الرقمية في تقرير نشر في الأول من سبتمبر أن حماية المفاتيح الخاصة لبيتكوين قد تحتاج في النهاية إلى استبدال أو تعزيز. لا توجد حالياً أجهزة كمبيوتر كمومية قادرة على تهديد الشبكة، لكن الأنظمة المتطورة مستقبلاً قد تكسر الأسس الرياضية التي تؤمن معاملات البيتكوين وتعرض الأموال للخطر.
حددت أبحاث فيدليتي للأصول الرقمية أن حجم المعاملات يمثل التحدي الأكبر أمام أي ترقية أمنية مستقبلية لبيتكوين. فالمفاتيح الخاصة تسمح لحاملي بيتكوين بتأكيد المعاملات دون الحاجة إلى وسيط، حيث تستخدم المحافظ المفتاح الخاص لإنتاج توقيع رقمي يثبت الملكية دون كشف المفتاح نفسه. هذه العلاقة بين المفاتيح الخاصة والعامة وتوقيعات المعاملات تشكل أساس ملكية بيتكوين والاحتفاظ بها ذاتياً.
توقيعات بيتكوين الحالية تواجه تهديداً مستقبلياً
معظم معاملات بيتكوين القياسية تعتمد على خوارزمية التوقيع الرقمي بالمنحنيات الإهليلجية أو توقيعات ش نور. أصبحت توقيعات ش نور متاحة من خلال ترقية تابروت، حيث حدد الاقتراح رقم 340 مواصفاتها التكنولوجية بينما وضع الاقتراح رقم 341 قواعد إنفاق تابروت. كلا النظامين يعتمدان على صعوبة حل مشكلة اللوغاريتم المتقطع في المنحنيات الإهليلجية باستخدام أجهزة الكمبيوتر التقليدية.
يمكن لجهاز كمبيوتر كمومي قوي يعمل بخوارزمية شور أن يحل هذه المشكلة ويستخرج المفاتيح الخاصة من المفاتيح العامة المقابلة لها. وقد أدت الأبحاث الحديثة إلى خفض التقديرات المتعلقة بالموارد اللازمة لاختراق تشفير المنحنيات الإهليلجية، مما زاد التركيز على مسألة أمن بيتكوين الكمومي، رغم أن الأنظمة الكمومية الحالية لا تزال بعيدة جداً عن القدرة على تهديد الشبكة.
نظام شريكس يجمع بين الكفاءة وخطة الإنقاذ
يدرس الباحثون أنظمة توقيعات مقاومة للكموم تعتمد على دوال التجزئة بدلاً من تشفير المنحنيات الإهليلجية. يجمع المواصفة المقترحة لنظام شريكس بين مسار توقيع مضغوط يتطلب تتبع الحالة ومساراً احتياطياً أكبر بدون حالة. يحدد التصميم الحالي مفتاحاً عاماً بحجم 48 بايت وتوقيعات تتراوح بين 548 و4619 بايت للمسار الأول وتوقيعاً بحجم 5777 بايت للمسار الثاني.
يتطلب المسار الأول من الأجهزة الموقعة تتبع مفاتيح التوقيع لمرة واحدة التي تم استخدامها بالفعل. فإذا فُقدت الحالة أو تلفت، لا يمكن للمحفظة مواصلة استخدام هذا المسار بأمان. يعتمد بديل شريكس على خوارزميات من معيار إس إل إتش دي إس إيه الصادر عن المعهد الوطني للمعايير والتقنية في 13 أغسطس 2024. يحافظ المسار الاحتياطي على الوصول للأموال لكنه يستهلك مساحة أكبر بكثير في الكتلة.
وصفت أبحاث فيدليتي للأصول الرقمية كيف يمكن لترقية مستقبلية مقاومة للكموم أن تستوعب متطلبات أمنية مختلفة دون الإخلال بتجربة المستخدم.
التوقيعات الأكبر ستقلل من قدرة بيتكوين
تظل توقيعات بيتكوين الحالية أصغر بكثير من البدائل المقاومة للكموم، مما يخلق مقايضة مباشرة بين الأمن المستقبلي وسعة الشبكة. فالتوقيعات الأكبر ستستهلك مساحة أكبر في الكتل وترفع تكاليف المعاملات خلال فترات الازدحام وتحد من عدد التحويلات التي يمكن للمعدنين تأكيدها. وقد وجدت تقييمات أخرى أن بعض أنظمة التوقيع الآمنة كمومياً قد تضاعف بيانات المعاملات بشكل كبير.
يتطلب تطبيق شريكس أو أي نظام آخر مقاوم للكموم قواعد إجماع جديدة، وقد يتم ذلك من خلال شوكة ناعمة متوافقة مع الإصدارات السابقة. كما يجب على مزودي المحافظ والمعدنين ومشغلي العقد والمنصات وأمناء الحفظ دعم هذا الانتقال. انضمت فيدليتي إلى ثماني شركات مالية وتقنية أخرى في يوليو لتمويل مبادرة أمنية لبيتكوين بقيمة 15 مليون دولار تشمل أبحاث مقاومة الكموم.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن للكمبيوتر الكمومي سرقة بيتكوين قريباً؟
لا. أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية ضعيفة جداً ولا تشكل أي تهديد فعلي لشبكة بيتكوين. الخبراء يقولون إن الأمر قد يستغرق سنوات عديدة قبل ظهور أجهزة قادرة على كسر التشفير الحالي، وهناك وقت كافٍ لتطوير حلول بديلة.
ما هو التغيير المحتمل في بيتكوين لمواجهة التهديد الكمومي؟
يدرس الباحثون أنظمة توقيعات جديدة تعتمد على دوال التجزئة بدلاً من المنحنيات الإهليلجية. أحد هذه الأنظمة يسمى شريكس وهو مصمم ليكون فعالاً لكنه سيجعل التوقيعات أكبر حجماً مما يعني معاملات أبطأ ورسوماً أعلى.
كيف سيتم تطبيق الحماية الكمومية على بيتكوين؟
سيتطلب أي ترقية أمنية تغيير قواعد اتفاق الشبكة من خلال تحديث برمجي يسمى الشوكة الناعمة. كما ستحتاج المحافظ والمنصات والمعدنون إلى تحديث أنظمتهم لتدعم التوقيعات الجديدة خلال عملية انتقالية يشرف عليها المجتمع بالكامل.
