ارز دیجیتال مقاوم در برابر کوانتوم چیست و چرا برای آینده بلاک چین ضروری است؟

تصور کنید روزی بیدار می‌شوید و متوجه می‌شوید کلیدهای خصوصی کیف پولتان که سال‌ها با دقت از آن‌ها محافظت کرده‌اید، تنها در عرض چند ثانیه توسط یک پردازنده کوانتومی خوانده شده و تمام دارایی دیجیتال شما به سرقت رفته است. در این مقاله به زبان ساده بررسی می‌کنیم که این تهدید سایبری تا چه حد جدی است و کدام پروژه‌های پیشگام از همین حالا در حال ایمن‌سازی سرمایه شما برای آینده هستند.

رایانش کوانتومی و تهدید آن برای بازار ارزهای دیجیتال

ورود به دنیای ارزهای دیجیتال، ورود به دنیای رمزنگاری و امنیت است. اما با پیشرفت سریع تکنولوژی، نسل جدیدی از کامپیوترها در حال ظهور هستند که می‌توانند قواعد این بازی امنیتی را به طور کامل تغییر دهند. در این بخش، بررسی می‌کنیم که این تکنولوژی جدید چیست و چرا کارشناسان امنیتی نگران تاثیر آن بر آینده‌ی ارزهای دیجیتال هستند.

رایانش کوانتومی چیست و چه تفاوتی با کامپیوترهای معمولی دارد؟

برای درک این موضوع، بیایید کامپیوترهای امروزی را مانند یک سکه‌ی در حال شیر یا خط در نظر بگیریم. وقتی سکه روی زمین می‌افتد، فقط می‌تواند روی یک حالت باشد: یا شیر است یا خط. کامپیوترهای معمولی نیز دقیقا همین‌طور کار می‌کنند؛ اطلاعات را با استفاده از بیت (کوچک‌ترین واحد داده در سیستم‌های کامپیوتری کلاسیک) پردازش می‌کنند که مقدار آن یا صفر است یا یک. این یعنی پردازش اطلاعات به صورت خطی و یکی پس از دیگری انجام می‌شود.

اما کامپیوترهای کوانتومی از واحدی به نام کیوبیت (واحد پایه‌ی پردازش اطلاعات در سیستم‌های کوانتومی) استفاده می‌کنند. حالا سکه‌ای را تصور کنید که در هوا در حال چرخیدن است؛ تا زمانی که سکه در حال چرخش است، نمی‌توانید بگویید دقیقا شیر است یا خط، بلکه به صورت همزمان ترکیبی از هر دو حالت را دارد. این ویژگی که به آن برهم‌نهی (حالت فیزیکی که در آن یک ذره می‌تواند همزمان در چند وضعیت مختلف قرار داشته باشد) می‌گویند، به کیوبیت‌ها اجازه می‌دهد در یک لحظه، هم صفر باشند، هم یک و هم ترکیبی از هر دو. این توانایی خارق‌العاده باعث می‌شود تا کامپیوترهای کوانتومی بتوانند میلیون‌ها محاسبه را به صورت همزمان انجام دهند و مسئله‌ای که حل آن برای قوی‌ترین کامپیوترهای معمولی هزاران سال طول می‌کشد را در چند دقیقه یا حتی چند ثانیه حل کنند.

چرا کامپیوترهای کوانتومی زنگ خطری برای امنیت بلاک چین هستند؟

بلاک چین (دفتر کل توزیع‌شده و شفافی که اطلاعات تراکنش‌ها را در شبکه‌ی ارزهای دیجیتال ثبت می‌کند) بر پایه‌ی حل مسائل پیچیده‌ی ریاضی و قفل‌های دیجیتال بنا شده است. امنیت شبکه‌ای مانند بیت کوین به این دلیل بالا است که حدس زدن رمزهای آن برای کامپیوترهای امروزی عملا غیرممکن است. اگر یک هکر بخواهد با قدرتمندترین کامپیوترهای معمولی کدهای امنیتی یک کیف پول را بشکند، به میلیون‌ها سال زمان نیاز دارد.

اما مشکل دقیقا از همین نقطه آغاز می‌شود. قدرت پردازش همزمان و بی‌نظیر کامپیوترهای کوانتومی، این حصار امنیتی را به شدت تهدید می‌کند. وقتی این ماشین‌های هوشمند به اندازه کافی توسعه پیدا کنند، قادر خواهند بود آن معادلات پیچیده‌ی ریاضی را در زمان بسیار کوتاهی حل کنند. به عبارت ساده‌تر، قفلی که در شبکه‌ی بلاک چین برای باز نشدن طراحی شده بود، در آینده‌ای نزدیک کلیدی پیدا می‌کند که می‌تواند آن را در چند ثانیه باز کند. این موضوع به هکرها اجازه می‌دهد تا سیستم‌های امنیتی را دور بزنند و دارایی‌های دیجیتال کاربران را به سرقت ببرند.

بررسی آسیب‌پذیری رمزنگاری نامتقارن و کلیدهای عمومی

برای اینکه بدانیم هکرها چگونه می‌توانند از این تکنولوژی سوءاستفاده کنند، باید با روش محافظت از دارایی‌ها در شبکه‌ی کریپتو آشنا شویم. ارزهای دیجیتال برای حفظ امنیت شما از رمزنگاری نامتقارن (سیستمی هوشمند که از دو کلید متفاوت اما مرتبط، برای قفل کردن و باز کردن داده‌ها استفاده می‌کند) بهره می‌برند. در این سیستم، هر کاربر دو کلید دارد:

• کلید عمومی: این آدرس مانند شماره حساب یا شماره کارت بانکی شما است. شما کلید عمومی را برای دریافت ارز دیجیتال در اختیار دیگران قرار می‌دهید و همه در شبکه‌ی بلاک چین می‌توانند آن را ببینند.
• کلید خصوصی: این آدرس مانند رمز عبور حساب بانکی شما است و محرمانه محسوب می‌شود. فقط خودتان باید آن را داشته باشید تا بتوانید دارایی موجود در کیف پولتان را خرج کنید.

در سیستم‌های امروزی، این دو کلید از طریق یک فرمول ریاضی یک‌طرفه به هم متصل هستند. یعنی سیستم، کلید عمومی شما را از روی کلید خصوصی‌تان می‌سازد، اما هیچکس نمی‌تواند با داشتن کلید عمومی شما، به کلید خصوصی‌تان دست پیدا کند.

خطر اصلی این است که کامپیوترهای کوانتومی الگوریتم‌های پیشرفته‌ای دارند که می‌توانند این فرمول یک‌طرفه را مهندسی معکوس کنند. این یعنی هکر با در اختیار داشتن کلید عمومی شما که به صورت کاملا شفاف در شبکه‌ی بلاک چین وجود دارد، با استفاده از توان پردازشی کوانتومی محاسبه می‌کند که کلید خصوصی شما چه بوده است. اگر هکر به کلید خصوصی شما دست یابد، به راحتی می‌تواند تمام موجودی کیف پول را خالی کند و این همان نقطه‌ی آسیب‌پذیری بزرگی است که توسعه‌دهندگان بازار ارزهای دیجیتال را به تکاپو انداخته است.

ارز دیجیتال مقاوم در برابر کوانتوم چیست؟

حالا که با قدرت پردازشی خیره‌کننده‌ی کامپیوترهای نسل جدید و خطرات آن‌ها آشنا شدیم، این سوال پیش می‌آید که راهکار مقابله با این تهدید چیست؟ توسعه‌دهندگان و دانشمندان کامپیوتر بیکار ننشسته‌اند و در حال ساخت و توسعه‌ی نسل جدیدی از شبکه‌های مالی هستند که به دارایی‌های بومی آن‌ها، ارز دیجیتال مقاوم در برابر کوانتوم می‌گویند. این پروژه‌ها از همان ابتدا با هدف ایستادگی در برابر ماشین‌های محاسباتی فوق‌پیشرفته طراحی شده‌اند و ساختار دفاعی آن‌ها به طور کامل با رمزارزهای امروزی متفاوت است.

آشنایی با مفهوم رمزنگاری پساکوانتومی به زبان ساده

برای درک کارکرد این ارزهای جدید، باید با مفهومی کلیدی به نام رمزنگاری پساکوانتومی (مجموعه‌ای از فرمول‌های جدید و بسیار پیچیده‌ی ریاضی که حتی پیشرفته‌ترین ماشین‌های کوانتومی نیز توانایی حل کردن آن‌ها را ندارند) آشنا شویم.

بیایید این مفهوم را با یک استعاره‌ی ملموس بررسی کنیم. تصور کنید کیف پول دیجیتال شما یک گاوصندوق است که با یک قفل رمزی طولانی محافظت می‌شود. یک هکر با کامپیوتر معمولی، برای پیدا کردن رمز این قفل باید اعداد را یکی‌یکی امتحان کند که میلیون‌ها سال زمان می‌برد. اما یک هکر مجهز به سیستم کوانتومی، می‌تواند تمام ترکیب‌های ممکن را در عرض چند ثانیه امتحان کرده و در گاوصندوق را باز کند.

کاری که رمزنگاری پساکوانتومی انجام می‌دهد این است که منطق قفل گاوصندوق را به کلی تغییر می‌دهد. به جای یک رمز عددی ساده، قفل جدید شبیه به یک هزارتوی سه‌بعدی و بی‌نهایت پیچیده است که مسیرهای آن به صورت لحظه‌ای تغییر می‌کنند. در این حالت، حتی اگر کامپیوتر کوانتومی بخواهد تمام مسیرهای این هزارتو را همزمان بررسی کند، باز هم در پیچیدگی ساختار آن گم می‌شود و به بن‌بست می‌رسد. این هزارتوهای پیچیده در دنیای تکنولوژی با نام‌هایی مانند الگوریتم‌های مبتنی بر شبکه (یک روش پیشرفته که داده‌ها را در نقاط یک شبکه‌ی چندبعدی مخفی می‌کند) شناخته می‌شوند و هسته‌ی اصلی امنیت در پروژه‌های مقاوم در برابر کوانتوم هستند.

تفاوت ارزهای دیجیتال معمولی و توکن‌های مقاوم در برابر کوانتوم (همراه با جدول مقایسه)

شاید بپرسید اگر این سیستم‌های جدید تا این حد امن و نفوذناپذیر هستند، چرا از همین امروز تمام پروژه‌ها از آن‌ها استفاده نمی‌کنند؟ پاسخ در یک قاعده‌ی ساده‌ی امنیتی نهفته است: هرچه قفل گاوصندوق شما بزرگ‌تر و پیچیده‌تر باشد، کلید آن هم سنگین‌تر خواهد بود و چرخاندن آن زمان بیشتری می‌طلبد.

تفاوت اصلی میان ارزهای دیجیتال فعلی و شبکه‌های مقاوم در برابر کوانتوم، در هزینه‌های فنی تامین امنیت است. در شبکه‌های پساکوانتومی، اندازه‌ی کلیدها و امضاهای دیجیتال (کدهای رمزنگاری‌شده‌ی یکتایی که به شبکه ثابت می‌کنند شما صاحب واقعی و قانونی دارایی هستید) بسیار بزرگ‌تر از حالت عادی است. این حجم بالای داده‌ها باعث می‌شود تا شبکه‌ی بلاک چین برای تایید تراکنش‌ها به زمان و انرژی محاسباتی بیشتری نیاز داشته باشد و فضای ذخیره‌سازی بسیار بیشتری را اشغال کند.

برای درک بهتر این موضوع، جدول مقایسه‌ای زیر را مطالعه کنید تا ببینید ارتقای سطح امنیت، چه تغییراتی در عملکرد و ساختار شبکه ایجاد می‌کند:

ویژگی	ارزهای دیجیتال سنتی (مانند ساختار فعلی بیت کوین)	ارزهای مقاوم در برابر کوانتوم
نوع الگوریتم رمزنگاری	رمزنگاری نامتقارن کلاسیک	رمزنگاری پساکوانتومی (الگوریتم‌های شبکه‌ای و چندمتغیره)
اندازه‌ی کلیدهای امنیتی	کوچک، سبک و بهینه‌سازی‌شده	بسیار بزرگ و نیازمند فضای ذخیره‌سازی بالا
سرعت تایید تراکنش‌ها	معمولا بالا و سریع	نسبتا کندتر (به دلیل پردازش حجم بالای داده‌ها)
امنیت در برابر کامپیوترهای نسل جدید	آسیب‌پذیر در آینده‌ای نزدیک	کاملا امن و مقاوم
میزان مصرف انرژی و هزینه‌ی نگهداری	پایین تا متوسط	بالا (نیازمند زیرساخت‌های پردازشی قوی‌تر)

همان‌طور که در این جدول مشاهده می‌کنید، مهاجرت به سمت تکنولوژی‌های ضد کوانتومی یک مبادله‌ی مهم و حیاتی به همراه دارد؛ شبکه‌ی بلاک چین در ازای ارائه‌ی بالاترین سطح امنیت به کاربران، مقداری از سرعت و سبکی خود را قربانی می‌کند. با این حال، برای حفظ ارزش دارایی‌ها و سرمایه‌ی سرمایه‌گذاران در دهه‌ی آینده، پذیرش این تغییرات ساختاری امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر به نظر می‌رسد.

چرا به توکن‌های مقاوم در برابر کوانتوم نیاز داریم؟

شاید با خودتان فکر کنید وقتی کامپیوترهای کوانتومی هنوز به شکل گسترده وارد خانه‌ها یا بازارهای عمومی نشده‌اند، چرا باید از همین امروز نگران باشیم و به سراغ ارزهای مقاوم در برابر کوانتوم برویم؟ پاسخ کوتاه این است: در دنیای امنیت سایبری، پیشگیری همیشه هزاران بار بهتر از درمان است. در این بخش با هم بررسی می‌کنیم که چرا وجود این نسل جدید از ارزهای دیجیتال برای بقای بازار کریپتو حیاتی است.

محافظت قطعی از دارایی‌های دیجیتال در برابر هک‌های پیشرفته

اولین و بدیهی‌ترین دلیل، حفظ امنیت سرمایه‌ی شما است. هکرهای حرفه‌ای در دنیای امروز از یک استراتژی بسیار خطرناک استفاده می‌کنند که به آن ذخیره کن و بعدا رمزگشایی کن می‌گویند. در این روش، هکرها اطلاعات و تراکنش‌های رمزنگاری‌شده‌ی شبکه‌ی بلاک چین را امروز می‌دزدند و ذخیره می‌کنند. آن‌ها می‌دانند که کامپیوترهای امروزی توانایی شکستن این قفل‌ها را ندارند، اما این اطلاعات را نگه می‌دارند تا چند سال دیگر با کمک قدرت ماشین‌های کوانتومی آن‌ها را رمزگشایی کرده و کیف پول دیجیتال (Digital Wallet - نرم‌افزار یا سخت‌افزاری که برای نگهداری، دریافت و ارسال رمزارزها استفاده می‌شود) کاربران را خالی کنند.

استفاده از الگوریتم‌های مقاوم در برابر کوانتوم باعث می‌شود که قفل دارایی‌های شما از همین امروز به قدری پیچیده باشد که حتی اگر هکرها اطلاعات شما را ذخیره کنند، در آینده‌ی کوانتومی هم نتوانند به سرمایه‌ی شما دسترسی پیدا کنند.

حفظ یکپارچگی، تغییرناپذیری و امنیت شبکه بلاک چین

یکی از بزرگترین افتخارات شبکه‌ی ارزهای دیجیتال، تغییرناپذیری (ویژگی مهمی که باعث می‌شود اطلاعات ثبت‌شده در سیستم هرگز قابل پاک شدن، ویرایش یا دستکاری نباشند) است. وقتی شما پولی را منتقل می‌کنید، این تراکنش برای همیشه در دفتر کل شبکه ثبت می‌شود و هیچکس نمی‌تواند آن را پاک کند.

اما اگر کامپیوترهای کوانتومی بتوانند کدهای امنیتی شبکه را بشکنند، این دفتر کل شفاف به یک دفترچه‌ی یادداشت با مداد و پاک‌کن تبدیل می‌شود! هکرها می‌توانند تاریخچه‌ی تراکنش‌ها را به نفع خود تغییر دهند. توکن‌های مقاوم در برابر کوانتوم، با ساختار دفاعی جدید خود جلوی این فاجعه را می‌گیرند و اجازه نمی‌دهند اعتبار سیستم از بین برود. این شبکه‌های جدید با قدرت گرفتن از رمزنگاری نوین، مزایای زیر را برای بلاک چین به ارمغان می‌آورند:

• حفظ تاریخچه‌ی تراکنش‌های گذشته‌ی کاربران بدون احتمال دستکاری.
• جلوگیری از دوبار خرج کردن یک دارایی دیجیتال توسط کلاهبرداران.
• حفظ اعتماد عمومی به امنیت و صداقت کل سیستم.

آماده‌سازی زیرساخت‌های مالی برای آینده تکنولوژی

دنیای اقتصاد در حال حرکت به سمت دیجیتالی شدن کامل است. امروزه بانک‌ها، شرکت‌های بزرگ و حتی دولت‌ها در حال انتقال زیرساخت‌های مالی خود به شبکه‌های بلاک چینی هستند. حالا تصور کنید اگر این زیرساخت‌های عظیم در برابر تکنولوژی فردا آسیب‌پذیر باشند، چه فاجعه‌ی اقتصادی بزرگی در سطح جهان رخ خواهد داد.

مهاجرت سیستم‌های بزرگ به شبکه‌های امن‌تر، یک‌شبه اتفاق نمی‌افتد و سال‌ها زمان می‌برد. به همین دلیل است که توسعه‌دهندگان از همین امروز دست به کار شده‌اند تا فونداسیون این خانه‌ی دیجیتال را در برابر زلزله‌ی کوانتومی مقاوم‌سازی کنند. ساخت و توسعه‌ی توکن‌های مقاوم در برابر کوانتوم به سرمایه‌گذاران نهادی (Institutional Investors - شرکت‌ها یا سازمان‌های بزرگی که با پول کلان و ساختاریافته در بازار سرمایه‌گذاری می‌کنند) این اطمینان را می‌دهد که شبکه‌ی ارزهای دیجیتال جای امنی برای سرمایه‌های میلیارد دلاری آن‌ها در دهه‌ی آینده خواهد بود.

معرفی بهترین ارزهای دیجیتال مقاوم در برابر کوانتوم

حالا که با اهمیت و لزوم ارتقای امنیت در برابر پردازنده‌های آینده آشنا شدیم، زمان آن رسیده است که با پروژه‌های واقعی دنیای کریپتو که برای حل این چالش پیشگام شده‌اند آشنا شویم. برخی از شبکه‌ها از روز اول با معماری ضد کوانتومی پایه‌گذاری شدند و برخی دیگر در حال ارتقای ساختار خود هستند تا سپری محکم در برابر حملات سایبری نسل جدید ایجاد کنند. در ادامه، مهم‌ترین و شناخته‌شده‌ترین ارزهای دیجیتال مقاوم در برابر کوانتوم را بررسی می‌کنیم.

پروژه QRL یا Quantum Resistant Ledger و ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد آن

پروژه لجر مقاوم در برابر کوانتوم (Quantum Resistant Ledger یا به اختصار QRL) یکی از اولین و جدی‌ترین پروژه‌های لایه یک (Layer-1 - شبکه بلاک چینی مستقلی که تراکنش‌ها و امنیت داده‌ها را به تنهایی پردازش و ثبت می‌کند) در دنیای کریپتو است که اختصاصا برای مقابله با کامپیوترهای کوانتومی متولد شد.

توسعه‌دهندگان این شبکه، امنیت را بر پایه‌ی یک سیستم استاندارد و معتبر بین‌المللی به نام طرح امضای درختی مرکل توسعه‌یافته (XMSS - یک روش رمزنگاری پیشرفته بر پایه‌ی هش که توسط موسسات استاندارد جهانی برای مقاومت در برابر نفوذ کوانتومی تایید شده است) بنا کرده‌اند. مهم‌ترین ویژگی‌های این پروژه عبارتند از:

• طراحی بومی از پایه: بر خلاف بسیاری از شبکه‌ها که بعدها تصمیم به ارتقا گرفتند، کیو آر ال از اولین بلوک خود با رمزنگاری پساکوانتومی فعالیتش را آغاز کرد.
• تایید رسمی استانداردهای امنیتی: سیستم رمزنگاری مورد استفاده در این شبکه، آزمون‌های موسسات امنیت سایبری بین‌المللی را با موفقیت پشت سر گذاشته است.
• حفظ شفافیت و تمرکززدایی: با وجود استفاده از کدهای امنیتی پیچیده و سنگین، شبکه ماهیت غیرمتمرکز و شفاف خود را حفظ کرده است.

شبکه Algorand و رویکرد آن برای مقابله با تهدیدات کوانتومی

الگورند یکی از نام‌آشناترین و محبوب‌ترین شبکه‌های دنیای بلاک چین است که توسط سیلویو میکالی (دانشمند برجسته علوم کامپیوتر و برنده جایزه معتبر تورینگ) طراحی شده است. تمرکز اصلی الگورند همواره بر دستیابی به مقیاس‌پذیری بالا، سرعت تراکنش عالی و کارمزد پایین بوده، اما تیم سازنده‌ی آن آینده‌نگری فوق‌العاده‌ای در زمینه امنیت سایبری نیز نشان داده است.

الگورند برای محافظت از تراکنش‌ها در برابر حملات کوانتومی، ابزاری مبتکرانه به نام اثبات وضعیت (State Proofs - قابلیتی امن که به بلاک چین‌ها اجازه می‌دهد بدون نیاز به اعتماد به واسطه‌ها، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند) ارائه کرده است. این اثبات‌ها از الگوریتم‌های پساکوانتومی استفاده می‌کنند و باعث می‌شوند که اطلاعات شبکه حتی در صورت ظهور کامپیوترهای کوانتومی، غیرقابل جعل باقی بمانند. به لطف این رویکرد، الگورند توانسته سرعت بالا و هزینه‌ی بسیار پایین را همزمان با امنیت ضد کوانتومی ترکیب کند.

بررسی پروژه‌های پیشگام دیگر در امنیت سایبری مانند Cellframe و Mochimo

علاوه بر دو پروژه بزرگ قبلی، شبکه‌های خلاقانه دیگری نیز در این حوزه فعالیت می‌کنند که ایده‌های جالبی را برای آینده‌ی امور مالی غیرمتمرکز به همراه آورده‌اند:

• شبکه سل‌فریم (Cellframe): این پروژه یک پلتفرم چندمنظوره برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز است که به طور اختصاصی روی ارتباط ایمن میان بلاک چین‌های مختلف (Cross-chain) و رمزنگاری پساکوانتومی تمرکز دارد. سل‌فریم به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد نرم‌افزارهایی بسازند که از همین امروز در برابر تهدیدات محاسباتی فردا ایمن باشند.
• شبکه موچیمو (Mochimo): موچیمو یک شبکه پرداخت دیجیتال است که از الگوریتم امضای یک‌بار مصرف وینترنیتز پلاس (WOTS+ - روشی از رمزنگاری که برای هر تراکنش یک امضای کاملا جدید و یک‌بار مصرف می‌سازد تا هیچ ردپایی برای هکرها باقی نماند) استفاده می‌کند. این ویژگی به موچیمو اجازه می‌دهد تا در برابر شبیه‌سازی‌های کوانتومی کاملا نفوذناپذیر باقی بماند.

این پروژه‌ها نشان می‌دهند که دنیای فناوری با سرعت بسیار زیادی در حال پاسخ دادن به چالش‌های آینده است و بازار ارزهای دیجیتال می‌تواند با تکیه بر این نوآوری‌ها، امنیت دارایی‌های کاربران را برای همیشه تضمین کند.

آیا پادشاه رمزارزها در خطر است؟ بررسی وضعیت امنیت بیت کوین

بیت کوین به عنوان اولین، بزرگ‌ترین و ارزشمندترین دارایی دنیای کریپتو، همواره در کانون توجه سرمایه‌گذاران و متخصصان امنیت قرار دارد. وقتی صحبت از تهدید رایانش کوانتومی می‌شود، مهم‌ترین سوالی که برای کاربران پیش می‌آید این است که آیا شبکه‌ی بیت کوین می‌تواند در برابر این کامپیوترهای خارق‌العاده مقاومت کند یا دارایی‌های ذخیره‌شده در این شبکه با خطر مواجه خواهند شد؟ برای رسیدن به پاسخی روشن، باید ساختار فنی امنیت بیت کوین را کالبدشکافی کنیم.

میزان آسیب‌پذیری شبکه بیت کوین در برابر کامپیوترهای کوانتومی

امنیت شبکه‌ی بیت کوین به دو ستون اصلی تکیه دارد:

• الگوریتم هش اس‌اچ‌ای-۲۵۶ : (SHA-256 - یک تابع ریاضی پیشرفته که اطلاعات تراکنش‌ها و بلوک‌ها را به کدهای متنی با طول ثابت تبدیل می‌کند تا دستکاری نشوند) این بخش از شبکه وظیفه‌ی استخراج و اتصال بلوک‌ها به یکدیگر را بر عهده دارد. خوشبختانه این الگوریتم در برابر محاسبات کوانتومی مقاومت بسیار بالایی دارد و کامپیوترهای کوانتومی نمی‌توانند آن را به سادگی بشکنند.
• الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی: (ECDSA - یک روش رمزنگاری که برای ساخت کلیدهای عمومی و خصوصی و تایید مالکیت تراکنش‌ها استفاده می‌شود) نقطه‌ی آسیب‌پذیری اصلی بیت کوین دقیقا در همین بخش قرار دارد. همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند با الگوریتم‌های محاسباتی خاص، ارتباط ریاضی میان کلید عمومی و کلید خصوصی را کشف کنند.

نکته‌ی مهم این است که همه‌ی آدرس‌های بیت کوین به یک اندازه در خطر نیستند. آدرس‌های قدیمی بیت کوین که در آن‌ها کلید عمومی به صورت کامل و آشکار در شبکه ثبت شده است (مانند آدرس‌های متعلق به سازنده‌ی بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو)، بیشترین آسیب‌پذیری را دارند. اما آدرس‌های جدیدتر بیت کوین تا زمانی که از آن‌ها برای ارسال تراکنش استفاده نشود، کلید عمومی خود را در شبکه فاش نمی‌کنند و به صورت هش‌شده (کدگذاری‌شده) باقی می‌مانند که این موضوع یک لایه‌ی محافظتی موقت برای آن‌ها ایجاد می‌کند.

راهکارهای احتمالی و به‌روزرسانی‌های شبکه بیت کوین برای حفظ امنیت در آینده

آسیب‌پذیر بودن سیستم امضای فعلی به این معنا نیست که بیت کوین در برابر فناوری کوانتومی تسلیم خواهد شد. توسعه‌دهندگان هسته‌ی بیت کوین سال‌ها است که این سناریو را بررسی می‌کنند و نقشه‌های مشخصی برای مقابله با آن دارند:

• اجرای هارد فورک یا سافت فورک: (Soft Fork - یک به‌روزرسانی نرم‌افزاری در شبکه‌ی بلاک چین که بدون ایجاد انشعاب یا سکه‌ی جدید، قوانین و الگوریتم‌های جدید را جایگزین مدل‌های قدیمی می‌کند) جامعه‌ی کاربری و توسعه‌دهندگان بیت کوین می‌توانند با یک توافق جمعی، الگوریتم‌های رمزنگاری پساکوانتومی جدید را به شبکه اضافه کنند تا تمام تراکنش‌ها با قفل‌های غیرقابل نفوذ ثبت شوند.
• مهاجرت دارایی‌ها به آدرس‌های پساکوانتومی جدید: کاربران می‌توانند قبل از ورود کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند به بازار، بیت کوین‌های خود را به آدرس‌های مجهز به امضاهای جدید منتقل کنند.
• استفاده از سیستم‌های امضای مبتنی بر هش: پروتکل‌هایی مانند امضای لَمپورت (Lamport Signatures - یک روش امضای دیجیتال یک‌بار مصرف که به دلیل ساختار هش‌محور خود در برابر حملات کوانتومی کاملا ایمن است) از گزینه‌های روی میز برای ارتقای بیت کوین به شمار می‌روند.

در نهایت، از آنجا که ساخت کامپیوترهای کوانتومی با قدرت شکستن کدهای بیت کوین هنوز به زمان قابل توجهی نیاز دارد، جامعه‌ی بیت کوین فرصت کافی برای تست، پیاده‌سازی و نهایی کردن این به‌روزرسانی‌های امنیتی را در اختیار خواهد داشت.

چالش‌ها و محدودیت‌های توسعه رمزارزهای مقاوم در برابر کوانتوم

هر تکنولوژی جدیدی در کنار مزایای فوق‌العاده‌اش، هزینه‌ها و مشکلاتی را نیز به همراه دارد. ارتقای امنیت ارزهای دیجیتال به سطح مقاومت کوانتومی، شبیه به ساختن دیوارهای یک قلعه‌ی فولادی ضخیم است؛ این دیوارها قطعا امنیت شهر را تضمین می‌کنند، اما ساختن آن‌ها بسیار پرهزینه، زمان‌بر و نیازمند فداکاری‌های زیادی است. در این بخش، با مهم‌ترین موانع و چالش‌هایی که بر سر راه توسعه‌ی این شبکه‌های نوین قرار دارند آشنا می‌شویم.

افزایش مصرف انرژی و تاثیر آن بر سرعت تایید تراکنش‌ها

همان‌طور که پیش‌تر توضیح دادیم، الگوریتم‌های پساکوانتومی ساختاری بسیار پیچیده و تودرتو دارند. حل کردن و پردازش این معادلات ریاضی سنگین، به توان محاسباتی بسیار بالایی نیاز دارد. این موضوع دو مشکل اساسی ایجاد می‌کند:

• اول اینکه کامپیوترهای شبکه‌ی بلاک چین برای پردازش این اطلاعات باید انرژی برق بسیار بیشتری مصرف کنند.
• دوم اینکه، پردازش این قفل‌های پیچیده زمان‌بر است. این فرایند مستقیما روی زمان بلاک (Block Time - مدت زمانی که طول می‌کشد تا یک دسته از تراکنش‌های جدید تایید و به تاریخچه‌ی شبکه‌ی بلاک چین اضافه شوند) تاثیر منفی می‌گذارد. به زبان ساده، مثل این است که در فرودگاه به جای یک بازرسی بدنی ساده، بخواهید چمدان و وسایل هر مسافر را با دقت و با چندین دستگاه مختلف بررسی کنید؛ قطعا امنیت پرواز بالا می‌رود، اما صف مسافران طولانی‌تر شده و سرعت عبور آن‌ها به شدت کاهش می‌یابد.

چالش افزایش حجم داده‌ها به دلیل بزرگتر شدن کلیدها و امضاهای دیجیتال

در دنیای ارزهای دیجیتال سنتی، کلیدها و امضاهای دیجیتال به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بسیار کوچک و سبک باشند. اما در رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم، این کلیدها گاهی ده‌ها یا حتی صدها بار بزرگ‌تر و حجیم‌تر از کلیدهای معمولی هستند.

از آنجا که شبکه‌ی بلاک چین باید تاریخچه‌ی تمام تراکنش‌ها را برای همیشه در خود ذخیره کند، این حجم بالای داده‌ها باعث می‌شود که حافظه‌ی شبکه با سرعت نگران‌کننده‌ای پر شود. این مسئله یک تهدید بزرگ برای مقیاس‌پذیری (Scalability - توانایی یک شبکه برای پردازش روان تعداد زیادی از تراکنش‌ها در زمان کوتاه، بدون افت سرعت یا افزایش کارمزد) به شمار می‌رود. اگر حجم هر تراکنش بزرگ باشد، تعداد تراکنش‌های کمتری در هر بلوک جای می‌گیرد و در نتیجه، شبکه‌ی ارز دیجیتال به سرعت شلوغ و متراکم می‌شود.

نبود استانداردهای جهانی یکپارچه برای توسعه‌دهندگان

یکی از بزرگ‌ترین سردرگمی‌ها در حال حاضر این است که هنوز هیچ توافق جهانی و نهایی روی اینکه کدام الگوریتم پساکوانتومی بهترین است، وجود ندارد. در حال حاضر، نهادهای استانداردسازی (Standardization Bodies - سازمان‌های بین‌المللی که قوانین و چهارچوب‌های یکپارچه‌ای را برای تکنولوژی‌های جدید تعیین می‌کنند تا همه بر اساس یک زبان مشترک کار کنند) مانند موسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST)، در حال آزمایش و بررسی فرمول‌های مختلف هستند.

نبود یک استاندارد قطعی باعث می‌شود برنامه‌نویسان و توسعه‌دهندگان پروژه‌های کریپتویی با تردید قدم بردارند. آن‌ها نگران هستند که اگر امروز زمان و هزینه‌ی زیادی را صرف پیاده‌سازی یک الگوریتم خاص کنند، ممکن است چند سال بعد مشخص شود که آن الگوریتم نقص امنیتی دارد یا از سوی استانداردهای جهانی کنار گذاشته شده است.

هزینه‌بر بودن و پیچیدگی به‌روزرسانی زیرساخت‌های فعلی شبکه‌های بلاک چینی

ساختن یک رمزارز ضد کوانتومی از نقطه‌ی صفر بسیار راحت‌تر از تغییر دادن یک شبکه‌ی عظیم و قدیمی مانند بیت کوین است. به‌روزرسانی شبکه‌های فعلی دقیقا مانند این است که بخواهید موتور یک هواپیمای مسافربری را در حالی که در آسمان در حال پرواز است، با یک موتور جدید تعویض کنید! این کار به شدت خطرناک، پیچیده و پرهزینه است. برای اعمال چنین تغییر بزرگی در شبکه‌های موجود، چالش‌های زیر بر سر راه قرار دارند:

• رسیدن به اجماع: (Consensus - توافق جمعی تمام کامپیوترهای متصل به شبکه‌ی بلاک چین برای تایید تراکنش‌ها و اعمال تغییرات جدید) متقاعد کردن هزاران کاربر و ماینر در سراسر جهان برای نصب نرم‌افزارهای جدید و تغییر ساختار شبکه بسیار دشوار است و در صورت عدم توافق، شبکه ممکن است دوپاره شود.
• تطبیق کیف پول‌ها و صرافی‌ها: تمام صرافی‌های ارز دیجیتال و ارائه‌دهندگان کیف پول باید سیستم‌های خود را با این کلیدهای جدید و حجیم سازگار کنند که این کار نیازمند بودجه‌های میلیون دلاری است.
• خطر بروز باگ‌های پیش‌بینی نشده: تغییر در هسته‌ی اصلی یک شبکه‌ی مالی چند میلیارد دلاری، همواره با ریسک خطاهای نرم‌افزاری همراه است که می‌تواند منجر به از دست رفتن سرمایه‌ی کاربران شود.

آینده‌ی رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم در بازار کریپتوکارنسی

با وجود تمام چالش‌هایی که در بخش قبلی به آن‌ها اشاره کردیم، حرکت به سمت دنیای پساکوانتومی یک انتخاب نیست، بلکه یک الزام حیاتی برای بقای اقتصاد دیجیتال است. آینده‌ی بازار ارزهای دیجیتال به شدت به این موضوع گره خورده است که پروژه‌های بلاک چینی چقدر سریع و چقدر ایمن بتوانند خود را با این تکنولوژی جدید سازگار کنند. در این بخش، نگاهی به نقشه‌ی راه شبکه‌های بزرگ و تاثیر این تغییرات بر ارزش سرمایه‌گذاری‌ها می‌اندازیم.

پیش‌بینی روند گذار شبکه‌های بزرگ به سمت الگوریتم‌های ضد کوانتومی

مهاجرت غول‌های بازار کریپتو مانند بیت کوین و اتریوم به سمت الگوریتم‌های ضد کوانتومی، یک اتفاق ناگهانی و یک‌شبه نخواهد بود، بلکه یک فرایند تدریجی و چندمرحله‌ای است. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که این گذار تاریخی در سه مرحله‌ی اصلی رخ خواهد داد:

• مرحله‌ی تحقیق و استانداردسازی: در حال حاضر، شبکه‌های بزرگ در همین مرحله قرار دارند. تیم‌های توسعه‌دهنده به دقت در حال بررسی استانداردهای امنیتی جدیدی هستند که توسط موسسات جهانی معرفی می‌شوند تا بهترین و سبک‌ترین الگوریتم را برای شبکه‌ی خود انتخاب کنند.
• مرحله‌ی گذار نرم و اختیاری: در این دوران، شبکه‌ها یک به‌روزرسانی نرم‌افزاری ملایم انجام می‌دهند. با این کار، لایه‌ی امنیتی جدید به شبکه اضافه می‌شود و کاربران می‌توانند انتخاب کنند که دارایی‌های خود را در آدرس‌های قدیمی نگه دارند یا آن‌ها را به آدرس‌های جدید و مقاوم در برابر کوانتوم منتقل کنند.
• مرحله‌ی اجباری و پایان آدرس‌های آسیب‌پذیر: در نهایت، زمانی که کامپیوترهای کوانتومی به یک تهدید عملی و روزمره تبدیل شوند، شبکه‌های بلاک چین تمام کاربران را مجبور می‌کنند تا سرمایه‌ی خود را به آدرس‌های امن منتقل کنند. در این مرحله، ممکن است پشتیبانی از فرمت‌های قدیمی برای همیشه متوقف شود.

تاثیر ورود تکنولوژی کوانتومی بر قیمت و ارزش پروژه‌های پیشگام

در بازارهای مالی، یک قانون ساده و همیشگی وجود دارد: سرمایه همیشه به سمتی حرکت می‌کند که امنیت بیشتری داشته باشد. با داغ شدن اخبار مربوط به پیشرفت کامپیوترهای کوانتومی (مانند رونمایی شرکت‌های بزرگ از پردازنده‌های قدرتمندتر)، توجه سرمایه‌گذاران بیش از پیش به سمت امنیت شبکه‌ها جلب خواهد شد.

این تغییر نگرش می‌تواند تاثیر عمیقی بر قیمت و ارزش ارزهای دیجیتال داشته باشد. پروژه‌های پیشگامی که از ابتدا با معماری ضد کوانتومی ساخته شده‌اند، در آینده‌ی نزدیک یک مزیت رقابتی بسیار بزرگ خواهند داشت. وقتی ترس از هک شدن توسط ماشین‌های نسل جدید در بازار فراگیر شود، تقاضا برای خرید و سرمایه‌گذاری در پروژه‌های ایمن به شدت افزایش می‌یابد که این موضوع می‌تواند به رشد قیمتی چشمگیر آن‌ها منجر شود.

از سوی دیگر، پروژه‌ها و توکن‌هایی که نتوانند خود را به موقع با این استانداردهای جدید تطبیق دهند، احتمالا با خروج گسترده‌ی سرمایه و افت شدید قیمت مواجه خواهند شد؛ زیرا هیچکس حاضر نیست دارایی خود را در شبکه‌ای نگه دارد که قفل آن توسط هکرهای آینده به راحتی شکسته می‌شود. بنابراین، می‌توان گفت که برنده‌های آینده‌ی بازار، همان پروژه‌هایی هستند که از امروز برای چالش‌های فردا آماده شده‌اند.

جمع‌بندی

به پایان این سفر آموزشی در دنیای پیچیده اما شگفت‌انگیز امنیت سایبری رسیدیم. هدف از بررسی این مفاهیم، ایجاد ترس یا نگرانی در شما نبود، بلکه آگاهی‌بخشی برای گرفتن تصمیم‌های مالی بهتر و دقیق‌تر در آینده‌ی بازار ارزهای دیجیتال بود.

مرور کوتاه بر اهمیت ارتقای امنیت در دنیای ارزهای دیجیتال

همان‌طور که در این مقاله یاد گرفتیم، امنیت پایه‌ی اصلی و اساسی شبکه‌ی بلاک چین است. اگر کامپیوترهای کلاسیک امروزی را مانند دزدانی با ابزارهای ساده در نظر بگیریم، کامپیوترهای کوانتومی سارقانی مجهز به پیشرفته‌ترین تجهیزات برش لیزری هستند که می‌توانند قفل گاوصندوق‌های دیجیتال امروزی را در چند ثانیه باز کنند.

ارتقای امنیت و حرکت به سمت توکن‌های مقاوم در برابر کوانتوم، تنها یک انتخاب لوکس یا یک ویژگی تبلیغاتی برای شبکه‌های مالی نیست، بلکه شرط اصلی بقای آن‌ها محسوب می‌شود. توسعه‌دهندگان حوزه‌ی رمزارز به خوبی می‌دانند که برای حفظ اعتماد کاربران و محافظت از میلیاردها دلار سرمایه‌ی در گردش، باید دیوارهای دفاعی شبکه‌ی خود را پیش از رسیدن طوفان کوانتومی، به طور کامل بازسازی و مستحکم کنند.

توصیه‌هایی برای سرمایه‌گذاران با دیدگاه بلندمدت

اگر شما یک هولدر (Holder - سرمایه‌گذاری که ارزهای دیجیتال خود را به امید افزایش قیمت برای ماه‌ها یا سال‌ها نگهداری می‌کند و درگیر نوسانات روزانه بازار نمی‌شود) هستید، درک این تغییرات تکنولوژیک برای محافظت از آینده‌ی سرمایه‌ی شما بسیار مهم است. به عنوان یک همراه در این مسیر، چند توصیه‌ی کاربردی و دوستانه برای شما دارم:

• اسیر هیجانات و ترس‌های زودگذر نشوید: تکنولوژی کوانتومی هنوز در مراحل اولیه‌ی توسعه‌ی خود قرار دارد. بنابراین، فردا صبح قرار نیست شبکه‌ی بیت کوین هک شود یا دارایی‌های شما از بین برود. شما زمان کافی برای رصد بازار و تطبیق دادن سبد سرمایه‌گذاری خود با شرایط جدید را در اختیار دارید.
• اخبار به‌روزرسانی شبکه‌های بزرگ را دنبال کنید: همیشه به اخبار مربوط به هارد فورک‌ها (Hard Fork - یک تغییر اساسی و مهم در قوانین شبکه‌ی بلاک چین که نیازمند به‌روزرسانی نرم‌افزار توسط همه‌ی کاربران است) در شبکه‌هایی مانند بیت کوین دقت کنید. زمانی که این شبکه‌ها شروع به ارتقای سیستم امضای دیجیتال خود می‌کنند، باید آماده‌ی انتقال دارایی‌های خود به آدرس‌های امن و جدید باشید.
• تنوع‌بخشی به سبد دارایی را فراموش نکنید: مدیریت ریسک (Risk Management - مجموعه‌ای از اقدامات منطقی که برای به حداقل رساندن ضررهای احتمالی در سرمایه‌گذاری انجام می‌شود) حکم می‌کند که تمام سرمایه‌ی خود را روی یک تکنولوژی قدیمی متمرکز نکنید. بررسی و اختصاص دادن بخش کوچکی از سرمایه‌ی بلندمدت به پروژه‌های پیشگام در حوزه‌ی رمزنگاری پساکوانتومی، می‌تواند یک استراتژی هوشمندانه و آینده‌نگرانه باشد.
• از پلتفرم‌های به‌روز و معتبر استفاده کنید: همیشه دارایی‌های خود را در بسترهای مطمئنی نگهداری کنید که تیم توسعه‌دهنده‌ی قوی دارند و به طور مداوم استانداردهای امنیتی سیستم خود را با جدیدترین تغییرات تکنولوژی روز هماهنگ می‌کنند.