کامپیوترهای کوانتومی؛ تهدید بزرگی برای بلاک چین و ارزهای دیجیتال !
با وجود اینکه شبکه‌های بلاک چین طراحی شده‌اند تا ایمن و تغییرناپذیر باشند، مقاله پژوهشی جدیدی که توسط دانشگاه کرنل (Cornell) منتشر شده، نشان می‌دهد که این شبکه‌ها در مقابل حمله رایانه‌های کوانتومی قدرتمند، آسیب‌پذیرند.
بر اساس مقاله‌ای که در ۲۱ نوامبر توسط وب‌سایت گیزمودو منتشر شده است، نگرانی روزافزونی در رابطه با توسعه رایانه‌های کوانتومی وجود دارد که در نهایت می‌توانند رمزنگاری کلیدهای عمومی و کدهایی که شبکه بلاک چین را پایدار نگه داشته است، در هم بشکنند.
رایانه‌های کوانتومی چگونه عمل می‌کنند؟
اساس کار رایانه‌های کوانتومی با رایانه‌هایی که ما امروزه در حال استفاده از آنها هستیم، متفاوت است. در محاسبات کوانتومی، ذرات زیراتمی می‌توانند در آن واحد، بیش از یک حالت را به خود بگیرند. این رفتار خاص ذرات باعث می‌شود که انجام عملیات مختلف و حل مسائل و وظایف پیچیده با رایانه‌های کوانتومی، به‌صورت قابل‌توجهی سریع‌تر از رایانه‌های معمولی باشد.
در رایانه‌های معمولی، هر بیت فقط می‌تواند یکی از دو حالت ۰ یا ۱ را به خود بگیرد. اما رایانه‌های کوانتومی، به جای بیت از کیوبیت‌ها (qubit) استفاده می‌کنند که قادرند بیش از دو حالت را به خود بگیرند. برخلاف بیت‌های سنتی که در رایانه‌های معمولی به‌کار می‌روند، کیوبیت‌ها می‌توانند مقادیر بسیار بیشتری از ۰ و ۱ را در خود ذخیره کنند زیرا به‌عنوان ترکیبی از همه احتمالات موجود، قادرند که در چینش‌های مختلفی جای بگیرند. داشتن توانایی پردازش عملیات جدید، امکان حل عملیات پیچیده‌ای مانند ایجاد هوش مصنوعی پیشرفته، مدل‌سازی واکنش‌های شیمیایی و حتی شکستن قفل ایجاد شده توسط رمزنگاری در کلیدهای عمومی را فراهم می‌سازد.
در حالی که به‌نظر می‌رسد محاسبات کوانتومی راه درازی در پیش دارند، وب‌سایت Nature با انتشار مقاله‌ای در ماه مارس ۲۰۱۷ اعلام کرد که گوگل، این غول موتور جستجوی اینترنتی تصمیم دارد تا ۵ سال آینده، فناوری کوانتوم را تجاری‌سازی نماید که البته میزان احتمال دستیابی گوگل به این هدف، هنوز مشخص نیست. با این حال، نگرانی‌هایی در مورد رشد سریع محاسبات کوانتومی وجود دارد که اگر به همین منوال ادامه یابد، فناوری بلاک چین را در معرض خطر بزرگی قرار خواهد داد زیرا رایانه‌های کوانتومی در نهایت قادر خواهند بود تا کدهای بلاک چین را درهم بشکنند.
«الکساندر لووفسکی» فیزیک‌دان تجربی دانشگاه آکسفورد، در این‌باره گفت:
رایانه‌های کوانتومی، همه سیستم‌هایی که از «رمزنگاری کلید عمومی» بهره می‌گیرند را در معرض خطر قرار می‌دهند.
وی افزود:
به دلیل اینکه سیستم‌های بلاک چین کاملاً ناشناس هستند، از این رو در معرض خطر ویژه‌ای قرار دارند. این سیستم‌ها تنها از طریق رمزنگاری کلید عمومی محافظت می‌شوند در حالی‌که سیستم بانکداری مجهز به تحویل‌داران انسانی، کارت‌های پلاستیکی عابر بانک‌ها و خودپردازها هستند. حضور فیزیکی افراد یکی از ملزومات استفاده از خدمات بانکی می‌باشد اما در مورد بلاک چین، این‌گونه نیست.
شبکه‌های بلاک چین چگونه در معرض خطر قرار می‌گیرند؟
زمانی که در مورد داده‌های شبکه‌های این چنینی سخن می‌گوییم، باید در نظر داشته باشیم که داده‌ها، گرایش به رمزنگاری یک‌طرفه دارند. تابع یک‌طرفه عملکردی است که در آن، دو ورودی به‌راحتی باهم ترکیب می‌شوند اما معکوس کردن این عملیات و حل کردن آن، کار بسیار دشواری است. یک مثال عالی برای درک این مفهوم، ضرب اعداد اول بزرگ به یکدیگر است. در حالی که رایانه‌ها به راحتی می‌توانند اعداد اول بزرگ را در یکدیگر ضرب کنند، عکس این عمل یعنی حدس زدن اعداد اول ضرب شده در یکدیگر بر اساس حاصل‌ضرب، بدون در اختیار داشتن اطلاعات کافی، عملیاتی چالش‌برانگیز برای رایانه خواهد بود.
این توابع رمزنگاری‌شده استاندارد، به‌صورت اعجاب‌انگیزی امن هستند زیرا شکستن آنها مستلزم در اختیار داشتن میزان قابل‌توجهی از منابع محاسباتی می‌باشد که به‌صورت کلی در دسترس نیستند.
فناوری بلاک چین برای ایجاد امضاهای دیجیتالی بر روی دفتر کل که جعلشان بسیار دشوار است به این توابع رمزنگاری‌شده استاندارد وابسته هستند. متأسفانه، شبکه‌های بلاک چین تنها متکی بر این امضاها هستند زیرا هیچ‌گونه نظارت انسانی برای تقویت سیستم دفاعی این شبکه‌ها وجود ندارد. با وجود اینکه توابع یک طرفه با در نظر گرفتن تکنولوژی عصر حاضر، بسیار ایمن هستند اما رایانه‌های کوانتومی احتمالاً این توابع یک طرفه را درهم شکسته و شبکه‌های بلاک چین را بسیار آسیب‌پذیر خواهند کرد.
اگر رایانه‌های کوانتومی به‌دست متخلفان و خرابکاران بیفتند، قادر خواهند بود تا از الگوریتم شُر (Shor) برای جعل امضای دیجیتالی و هویت کاربر استفاده کرده و دارایی دیجیتال قربانیان را به سرقت ببرند. و به دلیل اینکه امضای دیجیتال، تنها راه محافظت کاربران از اطلاعاتشان بوده، از این رو توابع یک طرفه تنها خط دفاعی شبکه است.
بر اساس استدلال انجام شده توسط وب‌سایت Nature با توسعه محاسبات کوانتومی، زیرساخت‌های مالی موجود مانند بانک‌ها لایه‌های امنیتی مطمئن‌تری برای کاربران خود خواهند داشت زیرا نظارت و بررسی‌های انسانی مانند احراز هویت، کارت‌های پلاستیکی خودپردازها، سوالات امنیتی و صندوق‌داران انسانی در این فرآیند دخیل هستند.
با این حال، تخمین میزان تهدید از سوی رایانه‌های کوانتومی و توانایی آنها برای سرنگونی فناوری بلاک چین، آسان نیست. محاسبات کوانتومی در مقایسه با رایانه‌های سنتی که در حال حاضر از آنها استفاده می‌کنیم، هنوز در طی مراحل اولیه خود است. به هر حال کسب آمادگی لازم برای رویارویی با این پدیده، بسیار مهم است. گرچه شاید با آن دسته از رایانه‌های کوانتومی که قادر به شکستن رمزنگاری یک طرفه باشند، چندین دهه فاصله داشته باشیم اما نگرانی‌هایی وجود دارد که در این صورت، محاسبات کوانتومی با سرعتی بیش از حد انتظار رشد خواهند کرد.
«نیک فرینا» مدیرعامل شرکت سخت‌افزاری کوانتوم EeroQ که استارت‌آپی در زمینه محاسبات کوانتومی می‌باشد، در این خصوص اظهار داشت:
درست همانند سخت‌افزارهای کوانتوم امروزی که هنوز به بلوغ نرسیده‌اند، الگوریتم‌هایی که بتوانند رمزنگاری را در کوتاه‌مدت تهدید کنند نیز به بلوغ نرسیده‌اند. اما به‌سرعت در حال پیشرفت هستند.
وی افزود:
راه‌حل این است که وحشت‌زده نشویم اما باید توسعه جوانب محاسبات کوانتومی را با دقت تحت نظر قرار داده و زودتر از چیزی که شما برنامه‌ریزی کرده‌اید، نگاهی نیز به امنیت «پساکوانتومی» داشته باشیم.
امکان شروع زودهنگام
«رابرت سوتور» نائب رئیس تیم تحقیقاتی شرکت آی.بی.ام (IBM) که مسئول برنامه تحقیقاتی کوانتومی این شرکت است، تأیید کرد که هم‌اکنون برای شروع بررسی اقدامات امنیتی موردنیاز در مقابل محاسبات کوانتومی، زود نیست. وی خاطرنشان کرد که تقریباً همه فعالان حاضر در عرصه علوم، تحقیقات و فناوری بر این باورند که بررسی نسل بعدی پروتکل‌های رمزنگاری، امری ضروری است زیرا این فرآیند بایستی به روش استانداردی برای حفاظت از اطلاعات همه سازمان‌ها و عملیات امنیتی سایبری تبدیل شود.
برای کوتاه‌مدت، هم‌اکنون دانشمندان در حال توسعه الگوریتم‌های امنیتی پساکوانتومی هستند. حل این الگوریتم‌های یک طرفه، برای رایانه‌های سنتی و کوانتومی، دشوار خواهد بود. با این حال، گیزمودو معتقد است که پیشرفت تکنولوژی کوانتوم از اینترنت گرفته تا پردازنده‌ها، می‌تواند منجر به ارائه فناوری‌های رمزگشایی جدیدی شود. با این حال، لووفسکی با سوتور هم‌عقیده بوده و خاطرنشان کرد که با وجود اینکه هنوز فرصت باقی است، اما بایستی اقدامات لازم را زودتر شروع کنیم.
وب‌سایت technologyreview.com یک گام فراتر نهاده و اشاره کرده است که دانشمندان بسیاری پیشنهاد داده‌اند که رمزنگاری کوانتومی برای تضمین امنیت بلاک چین، به آن افزوده شود. با این حال، «دل راجان» و «مت ویسر» از دانشگاه ویکتوریای نیوزیلند معتقدند که افزودن یک لایه کوانتومی به پروتکل استاندارد بلاک چین، محافظت کافی را برای آن فراهم نخواهد کرد. در عوض، آنها بر این باورند که ساخت بلاک چین جدید بر پایه پدیده کوانتوم، می‌تواند بهترین رویکرد برای توسعه آن باشد.
سلام آقا نیما
البته اینکه امنیتشون تهدید میشه در همه رمز ارزها بنظر نیست . بنظر خطری ترین اونایی ان که از الگوریتم منحنی بیضوی استفاده میکنن ولی اونایی که از سایر الگوریتم ها استفاده میکنن چی ؟ مثلا اونایی که کلا مبتنی بر کلید نیستند
بنظرتون اینا هم در خطرند ؟