تاثیر کامپیوترهای کوانتومی بر ارز دیجیتال؛ تهدیدی واقعی یا دور از انتظار؟

تصور کنید دیواری از جنس کدهای پیچیده‌ی رمزنگاری‌شده اطراف دارایی‌های دیجیتال شما کشیده شده است؛ دیواری که کامپیوترهای کلاسیک امروزی برای شکستن آن به میلیون‌ها سال زمان نیاز دارند. حالا ماشینی در آزمایشگاه‌های پیشرفته در حال توسعه است که می‌تواند این دیوار ریاضی را مانند یک حصار چوبی ساده بشکند و مستقیماً به کلیدهای خصوصی دسترسی پیدا کند. این تهدید دیگر یک فرضیه روی کاغذ نیست، بلکه سایه‌ای سنگین است که روی معماری شبکه‌هایی مانند بیت کوین افتاده است.در این مقاله، پشت‌پرده‌ی تقابل کوانتوم و الگوریتم‌های رمزنگاری را بررسی می‌کنیم تا دقیقاً متوجه شوید چقدر تا این رویارویی فاصله داریم و شبکه‌های بلاکچینی چه سلاح‌های پنهانی برای خنثی کردن این خطر در دست دارند.

آشنایی با رایانش کوانتومی و تفاوت آن با سیستم‌های کلاسیک

جهان تکنولوژی همیشه در حال حرکت است، اما گاهی اوقات جهش‌هایی رخ می‌دهد که تمام قواعد بازی را تغییر می‌دهد. رایانش کوانتومی دقیقا یکی از همین جهش‌هاست. برای اینکه درک کنیم چرا این فناوری برای دنیای رمزارزها اهمیت دارد و چگونه می‌تواند امنیت شبکه‌ها را تحت تاثیر قرار دهد، ابتدا باید الفبای آن را بشناسیم و ببینیم چه تفاوتی با سیستم‌های آشنای امروزی دارد.

کامپیوتر کوانتومی چیست و چگونه اطلاعات را پردازش می‌کند؟

رایانه‌هایی که ما هر روز از آن‌ها استفاده می‌کنیم، از لپ‌تاپ‌های شخصی گرفته تا سرورهای عظیم، همگی بر پایه‌ی زبان صفر و یک کار می‌کنند. در این سیستم‌های کلاسیک، کوچک‌ترین واحد اطلاعات بیت (Bit: واحد پایه‌ای داده که فقط می‌تواند مقدار صفر یا یک داشته باشد) نام دارد. این یعنی هر داده‌ای، چه یک عکس ساده و چه یک رمز عبور پیچیده، در نهایت به صفی طولانی از کلیدهای روشن و خاموش تبدیل می‌شود.

اما یک رایانه‌ی کوانتومی از قوانین عجیب و شگفت‌انگیز فیزیک کوانتوم برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کند. در اینجا واحد اطلاعاتی کیوبیت (Qubit: واحد پایه در پردازش کوانتومی) نامیده می‌شود. تفاوت جادویی اینجاست که یک کیوبیت به لطف خاصیتی به نام برهم‌نهی (Superposition: توانایی یک ذره برای قرار گرفتن در چندین حالت به طور همزمان) می‌تواند در یک لحظه هم صفر باشد، هم یک، و هم تمام حالت‌های ممکن بین این دو.

برای درک بهتر این مفهوم پیچیده، یک سکه‌ی معمولی را تصور کنید. وقتی سکه روی میز است، یا شیر است یا خط؛ این دقیقا رفتار یک کامپیوتر کلاسیک است. اما حالا سکه را روی میز بچرخانید. تا زمانی که سکه در حال چرخش است، شما نمی‌توانید بگویید فقط شیر است یا فقط خط، بلکه ترکیبی از هر دو حالت را به صورت همزمان نشان می‌دهد. کیوبیت‌های یک رایانه‌ی کوانتومی دقیقا مثل این سکه‌ی در حال چرخش عمل می‌کنند و به همین دلیل می‌توانند حجم عظیمی از اطلاعات را به صورت همزمان و موازی پردازش کنند.

مقایسه قدرت پردازش کامپیوترهای کلاسیک و کوانتومی

تفاوت قدرت این دو سیستم فقط در سرعت نیست، بلکه در نحوه‌ی حل مسئله است. فرض کنید می‌خواهید راه خروج از یک هزارتوی پیچیده را پیدا کنید. یک کامپیوتر کلاسیک مسیرها را یکی یکی امتحان می‌کند؛ اگر به بن‌بست رسید، برمی‌گردد و مسیر بعدی را تست می‌کند. اما یک رایانه‌ی کوانتومی می‌تواند تمام مسیرهای ممکن در هزارتو را در یک ثانیه و به صورت کاملا همزمان بررسی کند و بلافاصله راه خروج را به شما نشان دهد.

ویژگی مورد بررسی	رایانه‌ی کلاسیک	رایانه‌ی کوانتومی
واحد پایه‌ی پردازش	بیت (فقط صفر یا یک)	کیوبیت (صفر، یک، یا هر دو همزمان)
نحوه‌ی حل مسئله	خطی و مرحله به مرحله	موازی و بررسی همزمان تمام حالت‌ها
سرعت در مسائل پیچیده ریاضی	نیازمند صدها یا هزاران سال	حل در چند دقیقه یا چند ساعت
شرایط نگهداری فیزیکی	کار در دمای اتاق و شرایط عادی	نیازمند دمای نزدیک به صفر مطلق فیزیکی برای پایداری
کاربرد اصلی	انجام کارهای روزمره، وب‌گردی و نرم‌افزارها	شبیه‌سازی‌های پیچیده‌ی علمی و شکستن کدهای رمزنگاری

مروری بر روند پیشرفت تکنولوژی کوانتومی تا به امروز

ایده‌ی ساخت چنین دستگاهی شاید در نگاه اول شبیه به داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد، اما این فناوری دهه‌هاست که در آزمایشگاه‌های پیشرفته در حال توسعه است. بیایید نگاهی به ایستگاه‌های مهم این مسیر بیندازیم تا ببینیم چقدر با واقعیت فاصله داریم:

• دهه‌ی 1980 میلادی: دانشمندان بزرگی برای اولین بار ایده‌ی استفاده از مکانیک کوانتوم برای پردازش اطلاعات را مطرح کردند. در آن زمان، این فقط یک تئوری جذاب روی کاغذ بود.
• سال 2001: پژوهشگران توانستند اولین محاسبات پایه‌ای را با استفاده از یک سیستم کوانتومی ساده انجام دهند که اثبات کرد این تئوری در دنیای واقعی قابل اجراست و صرفا یک خیال‌پردازی نیست.
• سال 2019 (نقطه عطف تاریخی): شرکت گوگل اعلام کرد به برتری کوانتومی (Quantum Supremacy: لحظه‌ای که یک سیستم کوانتومی مسئله‌ای را حل می‌کند که قوی‌ترین ابررایانه‌های کلاسیک جهان از حل آن عاجزند) دست یافته است. پردازنده‌ی آن‌ها مسئله‌ای را در 200 ثانیه حل کرد که حل آن برای قوی‌ترین کامپیوترهای آن زمان ده‌ها هزار سال طول می‌کشید.
• امروز و آینده‌ی پیش رو: در حال حاضر شرکت‌های بزرگی مانند آی‌بی‌ام (IBM) و گوگل هر سال پردازنده‌هایی با تعداد کیوبیت‌های بیشتر و خطای محاسباتی کمتر معرفی می‌کنند. اگرچه هنوز تا روزی که یک رایانه‌ی کوانتومی روی میز خانه‌ی ما قرار بگیرد راه درازی در پیش است، اما سرعت رشد خیره‌کننده‌ی این فناوری زنگ خطری جدی برای سیستم‌های رمزنگاری فعلی به صدا درآورده است.

تقابل کوانتوم و بلاکچین: چرا امنیت ارزهای دیجیتال در خطر است؟

تا اینجا متوجه شدیم که رایانه‌ی کوانتومی چه قدرت پردازشی شگفت‌انگیزی دارد. اما چرا این پیشرفت علمی، باعث نگرانی در دنیای رمزارزها شده است؟ پاسخ به این سوال در ساختار امنیتی این شبکه‌ها نهفته است. در واقع، همان چیزی که امروز باعث امنیت بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال شده است، پاشنه‌ی آشیل آن‌ها در برابر فناوری کوانتومی خواهد بود.

مروری بر ستون‌های امنیت بلاکچین و ساختار رمزنگاری نامتقارن

برای درک این خطر، ابتدا باید بدانیم که شبکه‌ی بلاکچین (Blockchain: دفتر کل توزیع‌شده‌ای که اطلاعات تراکنش‌ها را به صورت امن و غیرقابل تغییر ثبت می‌کند) چگونه از سرمایه‌ی ما محافظت می‌کند. امنیت در این شبکه‌ها بر پایه‌ی سیستمی به نام رمزنگاری نامتقارن (Asymmetric Cryptography: یک روش امنیتی هوشمندانه که از دو رمز یا کلید متفاوت اما مرتبط به هم استفاده می‌کند) بنا شده است.

در این سیستم، هر کاربر در شبکه‌ی ارزهای دیجیتال دو کلید مجزا دارد:

• کلید عمومی (Public Key): همان آدرس کیف پول شماست که همه می‌توانند آن را ببینند و برای شما ارز دیجیتال بفرستند.
• کلید خصوصی (Private Key): رمز عبور اصلی و محرمانه‌ی شما که به وسیله‌ی آن می‌توانید به دارایی‌های خود دسترسی داشته باشید و آن‌ها را انتقال دهی).

برای درک بهتر، یک صندوق پست در خیابان را تصور کنید. شکاف روی صندوق همان کلید عمومی است؛ هر کسی می‌تواند از طریق این شکاف، نامه‌ای را به داخل صندوق بیندازد. اما فقط شما هستید که کلید فلزی و فیزیکی صندوق (یعنی کلید خصوصی) را در دست دارید و می‌توانید در صندوق را باز کرده و نامه‌ها را بردارید. تا زمانی که این کلید فلزی در جای امنی باشد، محتویات صندوق دست‌نخورده باقی می‌ماند.

کامپیوتر کوانتومی چگونه الگوریتم‌های رمزنگاری فعلی را در هم می‌شکند؟

رابطه‌ی ریاضی بسیار پیچیده‌ای بین کلید عمومی و کلید خصوصی وجود دارد. در سیستم‌های کلاسیک امروزی، ساختن یک کلید عمومی از روی کلید خصوصی بسیار آسان است، اما انجام برعکس این کار (یعنی حدس زدن کلید خصوصی از روی آدرس کیف پول) غیرممکن است.

این فرآیند دقیقا شبیه ترکیب کردن رنگ‌ها است. اگر شما مقداری رنگ آبی و زرد را با هم ترکیب کنید، به راحتی رنگ سبز به دست می‌آید. اما اگر کسی یک سطل رنگ سبز به شما بدهد و بخواهد دقیقا همان قطرات اولیه‌ی زرد و آبی را از هم جدا کنید، این کار عملا غیر ممکن خواهد بود. کامپیوترهای عادی برای جدا کردن این رنگ‌ها (یا همان پیدا کردن کلید خصوصی) باید میلیاردها سال زمان صرف کنند تا تمام حالت‌های ممکن را یکی‌یکی حدس بزنند.

اما یک رایانه‌ی کوانتومی نیازی به حدس زدن تک‌تک حالت‌ها ندارد. این دستگاه پیشرفته می‌تواند در زمان بسیار کوتاهی، ساختار ریاضی این رنگ سبز را تحلیل کرده و به صورت همزمان تمام احتمالات را بررسی کند تا دقیقا مشخص شود از ترکیب چه موادی ساخته شده است. به زبان ساده، کوانتوم می‌تواند با دیدن آدرس کیف پول شما، رمز عبور اصلی آن را محاسبه و کشف کند.

الگوریتم شور Shor و تهدید مستقیم آن برای کشف کلیدهای خصوصی

کامپیوترهای کوانتومی برای اینکه بتوانند قفل‌های بلاکچین را باز کنند، به یک نقشه‌ی راه یا فرمول خاص نیاز دارند. در اینجا پای الگوریتم شور (Shor Algorithm: یک فرمول پیشرفته‌ی ریاضی که مخصوص کامپیوترهای کوانتومی طراحی شده تا کدهای پیچیده را به سرعت رمزگشایی کند) به میان می‌آید.

این الگوریتم که سال‌ها پیش توسط دانشمندان طراحی شده است، دقیقا همان شاه‌کلیدی است که سیستم‌های محافظتی فعلی را تهدید می‌کند. اگر یک رایانه‌ی کوانتومی به اندازه‌ی کافی قدرتمند شود و بتواند الگوریتم شور را با موفقیت روی شبکه‌های کریپتویی اجرا کند، این مراحل به صورت خطرناکی طی خواهند شد:

• یک هکر، آدرس یک کیف پول پر از بیت کوین (کلید عمومی) را در شبکه‌ی بلاکچین انتخاب می‌کند.
• رایانه‌ی کوانتومی با استفاده از الگوریتم شور، محاسبات پیچیده‌ی ریاضی مربوط به آن آدرس را در عرض چند ساعت یا چند روز انجام می‌دهد.
• دستگاه موفق می‌شود کلید خصوصی آن آدرس را تولید کند.
• هکر با در دست داشتن این کلید خصوصی، کنترل کامل کیف پول را در دست می‌گیرد و می‌تواند تمام دارایی‌های آن را سرقت کند، بدون اینکه نیازی به هک کردن گوشی یا کامپیوتر شخص قربانی داشته باشد.

بنابراین، تهدید کوانتومی یک شایعه یا داستان علمی و تخیلی نیست؛ بلکه خطری محاسباتی و مستقیم برای فرمول‌های ریاضی پایه‌ای است که امنیت کل دارایی‌های دیجیتال ما روی آن‌ها استوار شده است.

تاثیر فناوری کوانتومی بر شبکه‌ی بیت کوین و صنعت ماینینگ

حالا که می‌دانیم رایانش کوانتومی چیست و چطور کار می‌کند، بیایید ذره‌بین خود را روی پادشاه ارزهای دیجیتال یعنی بیت کوین قرار دهیم. خیلی از کاربران می‌پرسند که آیا با ورود این ابرکامپیوترها، فاتحه‌ی شبکه‌ی بیت کوین خوانده است؟ برای پاسخ به این سوال، باید دقیق‌تر نگاه کنیم، زیرا داستان بیت کوین کمی پیچیده‌تر از یک هک شدن ساده است.

آیا آدرس‌ها و کیف پول‌های بیت کوین در برابر کوانتوم نفوذپذیر هستند؟

پاسخ کوتاه به این سوال این است: بستگی به نوع استفاده‌ی شما از کیف پول دارد! برای درک این موضوع، باید با یک مفهوم امنیتی دیگر به نام هش کردن (Hashing: تبدیل یک داده‌ی پیچیده به یک عبارت متنی نامفهوم و یک‌طرفه) آشنا شویم.

در شبکه‌ی بیت کوین، آدرس کیف پول شما مستقیما همان کلید عمومی نیست. در واقع، کلید عمومی شما از یک چرخ‌گوشت ریاضی (همان تابع هش) عبور می‌کند و چیزی که از آن طرف خارج می‌شود، آدرس کیف پول شماست. این فرآیند کاملا یک‌طرفه است؛ یعنی هیچ کامپیوتری، حتی یک ابرکامپیوتر کوانتومی، نمی‌تواند گوشت چرخ‌کرده را دوباره به تکه گوشت اولیه‌ی خود تبدیل کند و از روی آدرس هش شده، کلید عمومی اصلی را حدس بزند.

اما مشکل زمانی شروع می‌شود که شما خرید بیت کوین داشته و می خواهید مقداری از این ارز را از کیف پول خود به شخص دیگری بفرستید. در لحظه‌ی ارسال تراکنش، شبکه‌ی بلاکچین برای تایید هویت شما، درخواست می‌کند که کلید عمومی اصلی خود را فاش کنید. از این لحظه به بعد، کلید عمومی شما در تاریخچه‌ی شبکه‌ی بیت کوین برای همیشه ثبت و شفاف می‌شود. این دقیقا همان نقطه‌ی نفوذپذیری است که یک رایانه‌ی کوانتومی می‌تواند وارد عمل شود و با دیدن کلید عمومی فاش شده، رمز عبور اصلی (کلید خصوصی) شما را کشف کند.

بررسی سطح آسیب‌پذیری انواع مختلف آدرس‌های شبکه‌ی بیت کوین

با توجه به توضیحاتی که دادیم، تمام آدرس‌های بیت کوین در یک سطح از خطر قرار ندارند. برای اینکه خیالتان راحت‌تر شود، بیایید وضعیت آدرس‌های مختلف را بررسی کنیم:

• آدرس‌های استفاده نشده (بسیار امن): اگر شما بیت کوین‌های خود را به یک آدرس جدید منتقل کرده‌اید و تا به حال هیچ پولی از آن آدرس به بیرون نفرستاده‌اید، سرمایه‌ی شما در امنیت کامل است. در این حالت، شبکه‌ی بلاکچین فقط نسخه‌ی هش شده‌ی آدرس شما را می‌بیند. کامپیوترهای کوانتومی در برابر این آدرس‌ها کاملا نابینا هستند.
• آدرس‌های استفاده شده (آسیب‌پذیر): اگر حتی یک بار از آدرس کیف پول خود پولی به بیرون منتقل کرده باشید، کلید عمومی شما در شبکه فاش شده است. اگر در آینده کامپیوترهای کوانتومی به قدرت کافی برسند، این آدرس‌ها اولین هدف‌های سرقت خواهند بود. به همین دلیل است که کیف پول‌های مدرن به صورت خودکار برای هر دریافت جدید، یک آدرس تازه برای شما می‌سازند تا امنیت شما حفظ شود.
• آدرس‌های اولیه‌ی شبکه یا لگاسی (بیشترین خطر): در روزهای ابتدایی پیدایش بیت کوین (حدود سال‌های 2009 تا 2010)، تکنیک هش کردن آدرس‌ها هنوز استفاده نمی‌شد و کلیدهای عمومی به صورت خام در شبکه ثبت می‌شدند. کیف پول‌های اولیه‌ی شبکه، از جمله کیف پول شخص ساتوشی ناکاموتو (خالق ناشناس بیت کوین)، در این دسته قرار دارند. این آدرس‌ها که حاوی میلیون‌ها دلار بیت کوین هستند، هیچ سپر دفاعی هشی ندارند و به شدت در برابر خطر کوانتوم آسیب‌پذیرند.

الگوریتم گرور Grover و تاثیر آن بر سختی شبکه و استخراج ارزهای دیجیتال

خطر کوانتوم فقط برای کیف پول‌ها نیست، بلکه صنعت ماینینگ یا استخراج (Mining: فرآیندی که در آن دستگاه‌های پردازشی با حل معماهای پیچیده‌ی ریاضی، تراکنش‌ها را تایید کرده و سکه‌ی جدید پاداش می‌گیرند) را هم تحت تاثیر قرار می‌دهد.

در بخش قبلی با الگوریتم شور آشنا شدیم که دارایی‌های ما را تهدید می‌کرد. اما در دنیای ماینینگ، تهدید دیگری به نام الگوریتم گرور (Grover Algorithm: یک روش جستجوی سریع کوانتومی که می‌تواند در میان میلیاردها داده، پاسخ درست را با سرعت سرسام‌آوری پیدا کند) وجود دارد.

استخراج بیت کوین دقیقا شبیه به شرکت در یک قرعه‌کشی بزرگ و جهانی است. دستگاه‌های ماینر در سراسر جهان در حال حدس زدن سریع اعداد هستند تا برنده‌ی جایزه‌ی بلاک بعدی شوند. ورود یک کامپیوتر کوانتومی مجهز به الگوریتم گرور به این شبکه، مانند ورود برنده‌ای است که می‌تواند در یک ثانیه، میلیون‌ها بلیط بخت‌آزمایی را همزمان بخرد و بررسی کند. این یعنی ماینرهای کوانتومی به شکلی ناعادلانه سریع‌تر و قدرتمندتر از دستگاه‌های ماینر امروزی خواهند بود.

اما آیا این موضوع باعث نابودی سیستم استخراج بیت کوین می‌شود؟ خوشبختانه خیر. شبکه‌ی بیت کوین یک سیستم دفاعی بسیار هوشمند به نام تنظیم سختی شبکه (Network Difficulty: مکانیزمی که سختی معماهای ریاضی را بر اساس کل قدرت پردازشی موجود در شبکه، کم یا زیاد می‌کند) دارد.

اگر ماینرهای کوانتومی وارد شبکه شوند و بخواهند معماها را در چند ثانیه حل کنند و تمام پاداش‌ها را بردارند، شبکه‌ی بیت کوین بلافاصله متوجه این قدرت غیرعادی می‌شود و به طور خودکار معماها را به قدری سخت می‌کند که زمان حل آن‌ها دوباره به همان استاندارد همیشگی (حدود 10 دقیقه) برگردد. بنابراین، الگوریتم گرور شاید شکل رقابت در صنعت استخراج را تغییر دهد و ماینرهای قدیمی را از دور خارج کند، اما نمی‌تواند کل شبکه‌ی قدرتمند بیت کوین را متوقف کند..

زمان‌بندی تهدید کوانتومی: آیا پایان بلاکچین نزدیک است؟

تا اینجای کار با خواندن قدرت شگفت‌انگیز رایانه‌های کوانتومی، شاید این سوال برای شما پیش آمده باشد که آیا باید همین امروز تمام ارزهای دیجیتال خود را بفروشیم؟ خبر خوب این است که پاسخ یک نه قاطع است. برای اینکه بدانیم دقیقا چقدر زمان داریم، باید نگاهی به وضعیت فعلی این تکنولوژی و موانع پیش روی دانشمندان بیندازیم.

چالش‌های فنی و نقاط ضعف فعلی در ساخت کامپیوترهای کوانتومی تجاری

ساخت یک رایانه‌ی کوانتومی به هیچ وجه شبیه مونتاژ کردن یک لپ‌تاپ معمولی نیست. این دستگاه‌ها برای کار کردن با موانع فیزیکی بسیار بزرگی روبرو هستند که سرعت پیشرفت آن‌ها را به شدت کند می‌کند:

• بی‌ثباتی کیوبیت‌ها: کیوبیت‌ها (همان واحدهای پردازشی که پیش‌تر معرفی کردیم) بسیار حساس و شکننده هستند. کوچک‌ترین تغییر در دمای محیط یا حتی یک لرزش ریز می‌تواند باعث از دست رفتن اطلاعات آن‌ها شود. به این پدیده در فیزیک، ناپایداری کوانتومی (Decoherence: از بین رفتن حالت کوانتومی ذره به دلیل برخورد با محیط اطراف) می‌گویند.
• نیاز به سرمای مطلق: برای اینکه کیوبیت‌ها پایدار بمانند، پردازنده‌ی کوانتومی باید در دمایی نزدیک به صفر مطلق فیزیکی (حدود منفی 273 درجه‌ی سانتی‌گراد) نگهداری شود. ساخت و نگهداری یخچال‌هایی با این قدرت، به شدت سخت و پرهزینه است و قرار دادن آن‌ها در یک اتاق معمولی غیرممکن است.
• خطای محاسباتی بالا: به دلیل همان حساسیت بالا، کامپیوترهای کوانتومی فعلی در حین پردازش، اشتباهات زیادی مرتکب می‌شوند. دانشمندان برای حل این مشکل باید هزاران کیوبیت فیزیکی را به هم متصل کنند تا فقط یک کیوبیت منطقی (Logical Qubit: یک واحد پردازشی بدون خطا و قابل اعتماد) به دست بیاورند. ما هنوز با ساخت دستگاهی که تعداد کافی از این کیوبیت‌های بدون خطا داشته باشد، فاصله‌ی زیادی داریم.

پیش‌بینی زمان رسیدن به برتری کوانتومی برای هک بلاکچین (ارائه نمودار زمانی حدودی)

بر اساس تحقیقات موسسات معتبری مانند دیلویت (Deloitte: یکی از بزرگترین شرکت‌های مشاوره‌ی مالی و امنیتی در جهان)، رسیدن به سطحی از قدرت کوانتومی که بتواند شبکه‌ی بیت کوین را هک کند، یک‌شبه اتفاق نمی‌افتد. برای درک بهتر، بیایید یک نقشه‌ی زمانی حدودی از آینده‌ی این تکنولوژی رسم کنیم:

• زمان حال تا 5 سال آینده (مرحله‌ی آزمایشگاهی): کامپیوترهای کوانتومی همچنان در آزمایشگاه‌های شرکت‌های بزرگ باقی می‌مانند و فقط برای حل مسائل خاص علمی استفاده می‌شوند. در این دوره هیچ خطری متوجه بلاک چین نیست.
• 5 تا 15 سال آینده (مرحله‌ی توسعه‌ی تجاری): پیشرفت‌هایی در پایداری کیوبیت‌ها حاصل می‌شود. شرکت‌های بیشتری به این فناوری دسترسی پیدا می‌کنند، اما هنوز قدرت لازم برای شکستن کدهای رمزنگاری پیچیده‌ی شبکه‌ی ارزهای دیجیتال را ندارند.
• 15 تا 30 سال آینده (نقطه‌ی خطر یا روز کیو Q-Day): بسیاری از کارشناسان معتقدند در این بازه‌ی زمانی، ممکن است کامپیوترهای کوانتومی به قدری قدرتمند شوند که بتوانند رمزهای عبور را به صورت آنی بشکنند. این همان روزی است که شبکه‌های بلاکچین باید از قبل برای آن کاملا آماده شده باشند.

چرا توسعه‌دهندگان کریپتو از امروز نگران یک تهدید در آینده هستند؟

شاید بپرسید اگر حداقل 15 سال زمان داریم، چرا از همین امروز تیم‌های توسعه‌دهنده‌ی بلاکچین به تکاپو افتاده‌اند؟ دو دلیل بسیار مهم برای این نگرانی زودهنگام وجود دارد:

• دلیل اول، استراتژی خطرناکی است که هکرها به آن ذخیره کن و بعدا رمزگشایی کن (Store Now, Decrypt Later: روشی که در آن سارقین داده‌های رمزنگاری شده را امروز می‌دزدند تا سال‌ها بعد با تجهیزات پیشرفته‌تر آن‌ها را باز کنند) می‌گویند. هکرها می‌دانند که امروز نمی‌توانند کیف پول‌های شما را هک کنند، اما ممکن است اطلاعات محافظت‌شده‌ی امروز را در سرورهای خود ذخیره کنند تا دهه‌های آینده که یک رایانه‌ی کوانتومی خریدند، قفل آن‌ها را به راحتی بشکنند.
• دلیل دوم، ماهیت غیرمتمرکز شبکه‌های بلاکچین است. در یک شرکت معمولی، مدیرعامل می‌تواند در یک روز دستور به‌روزرسانی تمام سیستم‌های امنیتی را صادر کند. اما در شبکه‌ای مانند بیت کوین که متعلق به هیچ‌کس نیست، برای ایجاد یک تغییر بزرگ امنیتی، ده‌ها هزار کاربر و استخراج‌کننده در سراسر جهان باید با یکدیگر بحث کرده و به توافق برسند. این فرآیند رسیدن به توافق برای تغییر کدهای اصلی شبکه، ممکن است سال‌های طولانی زمان ببرد. به همین دلیل، توسعه‌دهندگان باید از امروز دست به کار شوند تا در روز مبادا، سپر دفاعی آماده‌ی نصب باشد.

راهکارهای نجات: شبکه‌های بلاکچین چگونه در عصر کوانتوم بقا پیدا می‌کنند؟

با وجود تمام تهدیداتی که بررسی کردیم، دنیای تکنولوژی هرگز تسلیم نمی‌شود. همان‌طور که هکرها و سیستم‌های نفوذ پیشرفت می‌کنند، مهندسان امنیت و توسعه‌دهندگان ارزهای دیجیتال هم بیکار ننشسته‌اند. در واقع، پادزهر این زهر کوانتومی از همین حالا در حال ساخته شدن است. در این بخش می‌خواهیم ببینیم شبکه‌های بلاکچین با چه سلاح‌هایی به جنگ کامپیوترهای کوانتومی خواهند رفت.

آشنایی با رمزنگاری پسا کوانتومی Post-Quantum Cryptography و سازوکار آن

اولین و مهم‌ترین خط دفاعی، استفاده از رمزنگاری پسا کوانتومی (Post-Quantum Cryptography: نسل جدیدی از الگوریتم‌های پیچیده‌ی ریاضی که حتی کامپیوترهای کوانتومی هم توانایی حل آن‌ها را ندارند) است.

برای درک این روش، فرض کنید قفل‌های فعلی شبکه‌ی بیت کوین شبیه به یک گاوصندوق با رمز عددی هستند. کامپیوتر کوانتومی با سرعت نور تمام اعداد را امتحان می‌کند تا در گاوصندوق باز شود. حالا رمزنگاری پسا کوانتومی می‌آید و به جای رمز عددی، از یک هزارتوی سه‌بعدی و بی‌نهایت استفاده می‌کند که قوانین ریاضی آن کاملا متفاوت است.

این الگوریتم‌های جدید به گونه‌ای طراحی شده‌اند که حتی اگر کامپیوتر کوانتومی تمام قدرت پردازشی خود را به کار بگیرد، باز هم در این هزارتوی جدید گم می‌شود. نهادهای بزرگ جهانی مانند موسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری آمریکا در حال حاضر روی استانداردسازی این الگوریتم‌ها کار می‌کنند تا شبکه‌های بلاکچین بتوانند به زودی از آن‌ها استفاده کنند.

توزیع کلید کوانتومی QKD و نقش آن در تضمین امنیت شبکه‌های آینده

راهکار جذاب دیگر، استفاده از خود قوانین فیزیک کوانتوم برای دفاع است؛ یعنی مبارزه با کوانتوم به وسیله‌ی کوانتوم! این روش توزیع کلید کوانتومی (Quantum Key Distribution: یک تکنولوژی ارتباطی بسیار امن که از ذرات نور برای انتقال کلیدهای محرمانه استفاده می‌کند) نام دارد.

این سیستم را مانند ارسال یک نامه‌ی فوق‌محرمانه در نظر بگیرید که روی کاغذهای جادویی نوشته شده است. اگر در مسیر رسیدن نامه به مقصد، حتی یک نفر ناشناس تلاش کند پاکت نامه را باز کند و نگاهی به آن بیندازد، به لطف قوانین فیزیک کوانتوم، محتوای نامه بلافاصله تغییر رنگ می‌دهد یا از بین می‌رود. در نتیجه، گیرنده فورا متوجه می‌شود که نامه در مسیر شنود شده است. با استفاده از این فناوری در شبکه‌های بلاکچین، هکرها هرگز نمی‌توانند اطلاعات را بدون لو رفتن حضورشان رهگیری کنند.

هارد فورک‌های امنیتی: بلاکچین‌های فعلی چگونه در برابر کوانتوم ارتقا می‌یابند؟

حالا سوال اینجاست که شبکه‌های قدیمی‌تر مانند بیت کوین و اتریوم چگونه می‌خواهند این تکنولوژی‌های جدید را روی سیستم خود نصب کنند؟ پاسخ در فرآیندی به نام هارد فورک (Hard Fork: یک به‌روزرسانی بنیادین و تغییر اساسی در کدهای اصلی شبکه که تمام کاربران باید سیستم خود را با آن تطبیق دهند) نهفته است.

برای مقابله با تهدید کوانتومی، شبکه‌ها باید مراحل زیر را طی کنند:

• توافق جامعه‌ی کاربری: ابتدا توسعه‌دهندگان، ماینرها و کاربران شبکه‌ی بیت کوین باید به این نتیجه برسند که زمان ارتقای شبکه فرا رسیده است.
• نوشتن کدهای جدید: توسعه‌دهندگان الگوریتم‌های رمزنگاری پسا کوانتومی را به جای الگوریتم‌های قدیمی در کدهای شبکه جایگزین می‌کنند.
• کوچ به شبکه‌ی امن: در یک تاریخ مشخص، هارد فورک اجرا می‌شود. از آن لحظه به بعد، کاربران باید دارایی‌های خود را به آدرس‌های جدید و مقاوم در برابر کوانتوم منتقل کنند. آدرس‌های قدیمی پس از مدتی مسدود یا بی‌اعتبار می‌شوند تا از سرقت در امان بمانند.

معرفی پروژه‌های پیشگام در توسعه بلاکچین مقاوم در برابر تهدیدات کوانتومی

خبر خوب برای سرمایه‌گذاران این است که برخی از پروژه‌های ارز دیجیتال از همین حالا خود را برای آینده آماده کرده‌اند و به عنوان پیشگامان امنیت کوانتومی شناخته می‌شوند. برخی از این پروژه‌ها عبارتند از:

• شبکه‌ی کیو ای ان QANplatform: این پروژه از پایه بر اساس رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم ساخته شده است و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد قراردادهای هوشمند خود را با خیالی آسوده و ایمن در برابر هک کوانتومی بنویسند.
• شبکه‌ی موچیمو Mochimo: یک ارز دیجیتال که به طور خاص برای رفع مشکل حملات کوانتومی طراحی شده و از الگوریتم‌های پیشرفته برای مخفی نگه داشتن و ایمن‌سازی تراکنش‌ها استفاده می‌کند.
• شبکه‌ی سل فریم Cellframe: این پلتفرم نیز با استفاده از معماری پسا کوانتومی، زیرساختی امن برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز ایجاد کرده است.

حتی پروژه‌های بزرگی مانند اتریوم و بیت کوین نیز در نقشه‌ی راه آینده‌ی خود، ارتقا به سیستم‌های مقاوم در برابر کوانتوم را قرار داده‌اند، بنابراین جای هیچ‌گونه نگرانی فوری برای سقوط این شبکه‌ها در کوتاه‌مدت وجود ندارد.

جمع‌بندی: آینده‌ی بازار دارایی‌های دیجیتال در سایه‌ی فناوری کوانتومی

به پایان این سفر علمی و هیجان‌انگیز رسیدیم. همان‌طور که در طول این مقاله بررسی کردیم، ظهور کامپیوترهای کوانتومی یک پیشرفت شگفت‌انگیز در دنیای علم است، اما به همان نسبت چالشی جدی برای ساختارهای امنیتی امروز محسوب می‌شود. با این حال، متوجه شدیم که این فناوری هنوز در مراحل اولیه‌ی رشد فیزیکی خود قرار دارد و تا تبدیل شدن به یک تهدید قطعی برای شبکه‌های بلاکچین، سال‌های طولانی زمان نیاز دارد.

دنیای رمزارزها از زمان پیدایش تا به امروز ثابت کرده است که در برابر بحران‌ها به شدت پویا و انعطاف‌پذیر است. درست همان‌طور که هکرها و تکنولوژی‌های نفوذ پیشرفت می‌کنند، مهندسان و توسعه‌دهندگان نیز در حال ساخت الگوریتم‌های پسا کوانتومی و ارتقای کدهای شبکه‌هایی مانند بیت کوین هستند. بنابراین، آینده‌ی ارزهای دیجیتال به جای نابودی، احتمالا با یک هارد فورک امنیتی بزرگ و تولد شبکه‌هایی غیرقابل نفوذتر همراه خواهد بود. به عنوان یک سرمایه‌گذار، بهترین رویکرد این است که به جای ترس از اخبار و شایعات، دانش خود را به‌روز نگه داریم و با رعایت اصول پایه‌ای، از دارایی‌های خود محافظت کنیم.

توصیه‌های کاربردی برای حفظ امنیت سرمایه‌ی شما در پلتفرم‌های امن ایرانی

اگرچه خطر هک شدن رمزنگاری‌ها توسط کامپیوترهای کوانتومی مربوط به آینده‌ای نسبتا دور است، اما رعایت نکات امنیتی از همین امروز، فونداسیون سرمایه‌گذاری شما را محکم می‌کند. کاربران ایرانی در بازار ارزهای دیجیتال با چالش‌های مضاعفی مانند تحریم‌ها و خطر مسدودی حساب در پلتفرم‌های خارجی مواجه هستند. بنابراین، رعایت استراتژی‌های زیر می‌تواند خیال شما را از هر جهت آسوده کند:

• انتخاب پلتفرم‌های بومی، معتبر و به‌روز: اولین و مهم‌ترین قدم برای یک کاربر ایرانی، استفاده از صرافی‌ها و پلتفرم‌های ایمن داخلی است. انتخاب بستر مطمئنی مانند کیف پول من ، به شما این اطمینان را می‌دهد که دارایی‌هایتان با استفاده از فناوری ذخیره‌سازی سرد (Cold Storage: نگهداری بخش عمده‌ای از دارایی‌ها به صورت آفلاین و دور از دسترس اینترنت برای جلوگیری از هک) محافظت می‌شود. این پلتفرم‌ها همگام با استانداردهای روز دنیا پیش می‌روند و خطر بلوکه شدن سرمایه به دلیل تحریم‌ها را به طور کامل از بین می‌برند.
• عدم استفاده‌ی مجدد از آدرس‌های کیف پول: همان‌طور که در بخش‌های قبلی یاد گرفتیم، فاش شدن کلید عمومی می‌تواند در درازمدت یک ریسک امنیتی باشد. برای دریافت ارز دیجیتال، سعی کنید از آدرس‌های جدید استفاده کنید. پلتفرم‌های استاندارد ایرانی مانند کیف پول من، این تغییر آدرس را به صورت خودکار و ایمن برای شما مدیریت می‌کنند تا بالاترین سطح حریم خصوصی برای تراکنش‌های شما حفظ شود.
• فعال‌سازی ورود دو مرحله‌ای روی تمام حساب‌ها: همیشه تایید دو مرحله‌ای (2FA: یک لایه‌ی امنیتی اضافه که برای ورود به حساب، علاوه بر رمز عبور ثابت، یک کد موقت از طریق پیامک یا اپلیکیشن‌های اعتبارسنجی از شما درخواست می‌کند) را روشن کنید. این کار جلوی دسترسی افراد غیرمجاز به حساب شما را می‌گیرد.
• مراقبت در برابر تله‌های فیشینگ: بسیاری از سرقت‌های امروزی نه به خاطر کامپیوترهای کوانتومی، بلکه به دلیل فیشینگ (Phishing: فریب دادن کاربر برای دریافت اطلاعات محرمانه با ساخت صفحات تقلبی شبیه به صرافی‌ها) رخ می‌دهد. همیشه آدرس وب‌سایت را به دقت چک کنید و روی لینک‌های ناشناس در شبکه‌های اجتماعی کلیک نکنید.

با رعایت همین چند قانون ساده و انتخاب یک بستر معاملاتی معتبر، می‌توانید با خیالی آسوده روی رشد دارایی‌های خود تمرکز کنید و مطمئن باشید که سرمایه‌ی شما در برابر تغییرات تکنولوژی در آینده، در امن‌ترین حالت ممکن قرار دارد.

منابع:

Binance

Deloitte