تقرير كوين بيز: على صناعة العملات الرقمية البدء في الاستعداد لتهديد الحواسيب الكمومية

أخبار ar.wedoany.com، أشار تقرير أعدته مجموعة من أبرز الخبراء في مجالات الحوسبة الكمومية والتشفير وتقنية البلوكتشين، بتكليف من شركة كوين بيز، إلى أن صناعة العملات الرقمية يجب أن تتوقف عن الجدل حول موعد تحول الحواسيب الكمومية إلى تهديد، وأن تبدأ في الاستعداد لقدومها في نهاية المطاف.

التقرير، الذي نشره المجلس الاستشاري المستقل لكوين بيز حول الحوسبة الكمومية والبلوكتشين (Coinbase Independent Advisory Board on Quantum Computing and Blockchain)، جمع آراء عدد من الباحثين، من بينهم سكوت آرونسون من جامعة تكساس، ودان بونيه من جامعة ستانفورد، وجاستن دريك من مؤسسة إيثريوم، وسري رام كانان من جامعة واشنطن، وييهودا لينديل من كوين بيز، وداليا مالكي من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا. وخلص التقرير إلى أنه من المرجح جدًا في النهاية بناء حواسيب كمومية واسعة النطاق ومقاومة للأخطاء قادرة على كسر تشفير المفتاح العام الأكثر استخدامًا اليوم، على الرغم من استمرار وجود تحديات هندسية كبيرة. لذلك، ينبغي للبلوكتشين والبورصات ومنصات الحفظ ومزودي المحافظ البدء في تنفيذ خطط الانتقال إلى الأمان المقاوم للكم، بدلاً من انتظار حدوث الأزمة.

ميزت الورقة البحثية بين الحواسيب الكمومية التجريبية الحالية والأجهزة المقاومة للأخطاء اللازمة لكسر العملات الرقمية المحمية بتشفير المنحنيات الإهليلجية. وأكد المجلس أن التهديد الذي تشكله الحوسبة الكمومية ليس وشيكًا، لكنه موثوق بما يكفي لتبرير القول بأن تأخير الاستعداد يعرض الأصول الرقمية لمخاطر كان يمكن تجنبها. لا تزال الأجهزة الكمومية الحالية صاخبة ومحدودة النطاق، بينما يتطلب تنفيذ خوارزمية شور (Shor's algorithm) ضد أنظمة التشفير الحديثة وجود كيوبتات منطقية محمية بتصحيح الأخطاء وملايين العمليات التي تعمل بشكل موثوق على المدى الطويل.

أشار التقرير إلى أن المكونات الأساسية الضرورية بدأت في الظهور: فقد وصلت دقة بوابات الكيوبت المزدوج في العديد من المنصات المادية إلى حوالي 99.9%. وتشير الدراسات النظرية إلى أنه إذا أمكن الحفاظ على هذا المستوى مع توسع الأنظمة بشكل كبير، فقد يدعم ذلك الحوسبة الكمومية المقاومة للأخطاء، على الرغم من أن التوسع بحد ذاته لا يزال يشكل تحديًا صعبًا. وحذر المجلس من الاعتماد على مؤشرات عامة مثل عدد الكيوبتات الخام عند تقييم التقدم، وحدد عدة معالم رئيسية من شأنها أن تمثل خطوة ذات مغزى نحو الحوسبة الكمومية ذات الصلة بالتشفير، بما في ذلك إظهار كيوبتات منطقية مقاومة للأخطاء تتفوق على المكونات المادية الأساسية، والنجاح في تنفيذ نسخة مقاومة للأخطاء من خوارزمية شور في مشاكل صغيرة، وإظهار تفوق كمومي عملي في مهام محاكاة مهمة تجاريًا.

من المثير للاهتمام أن المجلس أشار إلى أن المحرك الاقتصادي الرئيسي لاستثمارات الحوسبة الكمومية هو المحاكاة الكمومية، وليس التشفير. وذكر التقرير أن التطبيقات المتعلقة بالكيمياء وعلوم المواد والفيزياء هي المصادر الأكثر احتمالاً للقيمة التجارية على المدى القريب، وأن النجاح في هذه المجالات يمكن أن يخلق دورة حميدة: التطبيقات المفيدة تدر إيرادات، والإيرادات تمول تحسين الأجهزة، والأجهزة المحسنة تجعل في النهاية الآلات ذات الصلة بالتشفير ممكنة. إذا توقف هذا الزخم التجاري، فقد يمتد الجدول الزمني لتهديد الكم للتشفير بشكل كبير، لكن عدم اليقين الزمني لا يلغي ضرورة الاستعداد لمطوري البلوكتشين.

أشار التقرير إلى أن التشفير المقاوم للكم موجود بالفعل. على عكس توزيع المفاتيح الكمومية الذي يتطلب أجهزة كمومية متخصصة، تعمل خوارزميات التشفير المقاومة للكم على أجهزة الكمبيوتر التقليدية، مع قدرتها على مقاومة هجمات الخصوم الكموميين في المستقبل. قام المعهد الوطني للمعايير والتقنية (NIST) بتوحيد عدة خوارزميات مقاومة للكم، بما في ذلك ML-KEM لإنشاء المفاتيح، وML-DSA وSLH-DSA للتوقيعات الرقمية، بينما لا تزال خوارزميات أخرى قيد التقييم. التحدي لا يكمن في نقص الخيارات البديلة، بل في كيفية دمجها في أنظمة البلوكتشين دون الإضرار بالأداء أو اللامركزية أو سهولة الاستخدام. تعتمد العديد من أنظمة البلوكتشين الحالية بشكل كبير على التوقيعات الرقمية: يستخدمها المدققون للتوصل إلى إجماع، ويعتمد عليها المستخدمون لتفويض المعاملات، ويبني مزودو المحافظ ومنصات الحفظ حولها البنية التحتية لإدارة المفاتيح، مما يعني أن استبدال هذه الأنظمة لن يكون بسيطًا.

كرر التقرير الإشارة إلى أن التوقيعات المقاومة للكم أكبر بكثير من توقيعات المنحنيات الإهليلجية الشائعة الاستخدام اليوم. على سبيل المثال، قد يتجاوز توقيع ML-DSA 2400 بايت، بينما يبلغ توقيع Ed25519 حوالي 64 بايت؛ وقد تكون الطرق القائمة على التجزئة أكبر من ذلك. هذه الزيادة مهمة لأن البلوكتشين مقيدة بشكل أساسي بتكاليف التخزين وعرض النطاق والحوسبة. قدر التقرير أن الاعتماد المباشر للتوقيعات المقاومة للكم قد يقلل بشكل كبير من إنتاجية البلوكتشين، ويزيد من رسوم المعاملات، ويسرع من نمو السلسلة. في مثال افتراضي للبيتكوين، قد يؤدي استبدال التوقيعات التقليدية بتوقيعات ML-DSA إلى تقليل سعة المعاملات عدة مرات، حتى مع مراعاة آلية خصم الشهود في البيتكوين.

يمتد التأثير إلى ما هو أبعد من المعاملة الواحدة: تعتمد العديد من أنظمة إثبات الحصة على مخططات التوقيع المجمعة، مثل توقيعات BLS، التي يمكنها ضغط أدلة آلاف المدققين بكفاءة؛ على سبيل المثال، تستخدم إيثريوم توقيعات BLS على نطاق واسع في عملية الإجماع الخاصة بها. لا يوجد حاليًا بديل كمومي مكافئ بنفس الكفاءة. على الرغم من أن الباحثين يعملون بنشاط على تطوير أنظمة تجميع وعتبة مقاومة للكم، إلا أن الأساليب الحالية تتضمن عادةً توقيعات أكبر، وسرعات تنفيذ أبطأ، ومتطلبات اتصال تفاعلية قد تعقد بروتوكولات الإجماع. أوصى التقرير مجتمعات البلوكتشين، خاصة تلك التي يعتمد نموذج أمانها بشكل كبير على تقنيات التجميع، بالبدء فورًا في التخطيط لاستراتيجيات الانتقال.

لا يدعو المجلس إلى انتقال مفاجئ، بل يفضل نهجًا مرحليًا، يتضمن إدخال نقاط تفتيش دورية مقاومة للكم في السلاسل الحالية، مما يمنح الكتل المختارة توقيعات مقاومة للكم، وترسيخ الأجزاء المبكرة من تاريخ البلوكتشين لمنع محاولات التزوير المستقبلية. يمكن لهذا النهج أن يسمح للشبكة بالحصول على حماية ذات مغزى دون استبدال كل مكون من مكونات نظام الإجماع فورًا. شدد المجلس في الوقت نفسه على أهمية المرونة التشفيرية (crypto-agility)، أي القدرة على تحديث الخوارزميات التشفيرية دون الحاجة إلى إعادة تصميم واسعة النطاق. الشبكات التي تبني المرونة في بروتوكولاتها اليوم قد تجد عملية الانتقال في المستقبل أسهل بكثير.

أشار التقرير إلى وجود اختلافات بين أنظمة البلوكتشين الرئيسية، موضحًا أن البنية التحتية للعقود الذكية في إيثريوم قد توفر مرونة أكبر، حيث يمكن للمطورين تنفيذ آليات توقيع بديلة دون الحاجة بالضرورة إلى تغييرات إدارية على نطاق الإجماع الكامل. تواجه البيتكوين تحديات مختلفة، حيث أن تعديلات البروتوكول تتم عادة بحذر وتتطلب إجماعًا واسعًا، مما يعني أن استراتيجيات الانتقال يجب أن تقلل من الاضطرابات مع الحفاظ على التوافق مع البنية التحتية الحالية. إلى جانب الاعتبارات التقنية، قد يكون سلوك المستخدم تحديًا أكثر صعوبة. قد يتطلب نقل ملايين المستخدمين إلى معايير تشفير جديدة تنسيقًا واسع النطاق بين البورصات ومنصات الحفظ ومزودي المحافظ ومجتمعات البلوكتشين. قد تحتاج وحدات الأمان المادية إلى الترقية، وقد تحتاج أنظمة الحوسبة متعددة الأطراف إلى إعادة التصميم، وستحتاج المحافظ البرمجية إلى ميزات جديدة. ومع ذلك، قد لا ينتقل بعض المستخدمين أبدًا.

أكد التقرير أن المحافظ الخاملة هي واحدة من أصعب المشكلات الإدارية التي تواجه الصناعة. إذا فشل المالكون في نقل أصولهم إلى عناوين آمنة مقاومة للكم قبل أن يصبح الهجوم الكمومي ممكنًا، فقد تواجه البلوكتشين خيارات صعبة: الأصول المعرضة للخطر قد تتعرض لخطر السرقة إلى أجل غير مسمى، أو قد يقرر المجتمع تعطيل أو "حرق" الأموال التي يتعذر الوصول إليها. من غير المرجح أن يكون كلا الخيارين مقبولين على نطاق واسع، لذلك ذكر المجلس في تقريره أنه لا ينبغي تأجيل هذه القرارات إلى وقت حدوث الأزمة. بدلاً من ذلك، كتب المجلس، يجب على مجتمعات البلوكتشين البدء فورًا في مناقشة السياسات ذات الصلة، وإبلاغها علنًا، لتقليل عدم اليقين لدى المستثمرين والمستخدمين.

رفض التقرير في النهاية كلا الموقفين المتطرفين في النقاش حول الكم. من ناحية، يعارض الرضا عن النفس: المجلس واثق جدًا من أنه سيتم في النهاية بناء حواسيب كمومية واسعة النطاق ومقاومة للأخطاء، ويحذر من افتراض أن الصعوبات الهندسية ستمنع التقدم بشكل دائم. من ناحية أخرى، يحذر التقرير من الذعر: الحواسيب الكمومية المقاومة للأخطاء القادرة على تهديد البلوكتشين الحديثة غير موجودة بعد، ولا تزال هناك حاجة إلى تقدم علمي وهندسي كبير قبل أن تصبح عملية. يرى المجلس الاستشاري أن الرد المناسب هو الاستعداد الحذر، مضيفًا أن صناعة العملات الرقمية قد تعاملت بالفعل مع تحولات تقنية كبيرة في الماضي، من ترقيات التوسع إلى تغييرات الإجماع. قد يصبح الانتقال إلى التشفير المقاوم للكم في النهاية فصلاً آخر في هذا التاريخ. على الرغم من أن الجدول الزمني لا يزال غير مؤكد، ذكر المجلس في تقريره أن هذا عدم اليقين يعزز، بدلاً من أن يضعف، سبب اتخاذ الإجراء. إذا بدأ الاستعداد مبكرًا، يمكن لأنظمة البلوكتشين التكيف تدريجيًا وبشكل متعمد؛ إذا انتظرت الصناعة حتى يصبح التهديد ملحًا، قد تصبح الخيارات أكثر صعوبة بكثير.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com