محاسبات کوانتومی در سال های اخیر نگرانی هایی را در مورد آینده فناوری ارزهای دیجیتال و بلاک چین ایجاد کرده است. به عنوان مثال، معمولاً فرض بر این است که رایانه‌های کوانتومی بسیار پیشرفته روزی قادر خواهند بود رمزگذاری امروزی را بشکنند و امنیت را به نگرانی جدی برای کاربران در فضای بلاک چین تبدیل کنند.

پروتکل رمزنگاری SHA-256 مورد استفاده برای امنیت شبکه بیت کوین در حال حاضر توسط رایانه های امروزی شکست ناپذیر است. با این حال، کارشناسان پیش بینی می کند که ظرف یک دهه، محاسبات کوانتومی قادر خواهد بود پروتکل های رمزگذاری موجود را بشکند.

در رابطه با اینکه آیا دارندگان باید یوهان پولساک، مدیر ارشد فناوری QAN Platform، یک پلتفرم بلاک چین لایه 1، به کوین تلگراف گفت: نگران باشید که رایانه های کوانتومی تهدیدی برای ارزهای دیجیتال هستند:

«قطعا. امضاهای منحنی بیضوی – که امروزه به تمام بلاک چین های اصلی نیرو می دهند و آسیب پذیر بودن آنها در برابر حملات QC ثابت شده است – شکسته می شوند که تنها مکانیزم احراز هویت در سیستم است. پس از شکسته شدن، به معنای واقعی کلمه غیرممکن خواهد بود که بین مالک قانونی کیف پول و هکری که امضای یکی را جعل کرده است، تفاوت قائل شویم.” دارایی های دیجیتال آسیب پذیر در برابر سرقت از سوی بازیگران مخرب. با این حال، علی‌رغم این نگرانی‌ها، محاسبات کوانتومی هنوز تا تبدیل شدن به یک تهدید قابل قبول برای فناوری بلاک چین راه درازی در پیش دارد.

محاسبات کوانتومی چیست؟

کامپیوترهای معاصر اطلاعات را پردازش کرده و محاسبات را با استفاده از “بیت ها” انجام می دهند. متأسفانه، این بیت ها نمی توانند به طور همزمان در دو مکان و دو حالت متمایز وجود داشته باشند.

در عوض، بیت های رایانه سنتی ممکن است مقدار 0 یا 1 را داشته باشند. یک تشبیه خوب روشن یا خاموش شدن کلید چراغ است. بنابراین، برای مثال، اگر یک جفت بیت وجود داشته باشد، آن بیت‌ها فقط می‌توانند یکی از چهار ترکیب بالقوه را در هر لحظه نگه دارند: 0-0، 0-1، 1-0 یا 1-1.

از دیدگاه عملگرایانه تر، مفهوم این امر این است که احتمالاً برای یک رایانه متوسط ​​زمان زیادی طول می کشد تا محاسبات پیچیده را کامل کند، یعنی محاسباتی که باید هر یک از پیکربندی های بالقوه را در نظر بگیرند.

همانطور که قبلا ذکر شد، دو بیت ممکن است به طور همزمان یکی از چهار ترکیب ممکن را داشته باشند. با این حال، یک جفت کیوبیت قادر است هر چهار کیوبیت را همزمان ذخیره کند. و تعداد گزینه های ممکن با هر کیوبیت اضافی به طور تصاعدی افزایش می یابد.

اخیرا: چه معنی ادغام اتریوم برای راه حل های لایه 2 بلاک چین

در نتیجه، رایانه‌های کوانتومی می‌توانند محاسبات زیادی را در حالی که چندین پیکربندی مختلف را در نظر می‌گیرند، انجام دهند. برای مثال، 54-کیوبیت سیکامور پردازنده که Google توسعه داده است. توانست محاسباتی را در 200 ثانیه انجام دهد که انجام آن برای قدرتمندترین ابررایانه جهان 10000 سال طول می‌کشد.

به عبارت ساده، رایانه‌های کوانتومی بسیار سریع‌تر از رایانه‌های سنتی هستند زیرا از کیوبیت‌ها استفاده می‌کنند. انجام چندین محاسبات به طور همزمان علاوه بر این، از آنجایی که کیوبیت ها می توانند مقادیر 0، 1 یا هر دو داشته باشند، بسیار کارآمدتر از سیستم بیت های دودویی مورد استفاده در رایانه های فعلی هستند.

انواع مختلف حملات محاسباتی کوانتومی

حملات به اصطلاح ذخیره‌سازی شامل تلاش یک طرف مخرب برای سرقت پول نقد با تمرکز بر آدرس‌های بلاک چین حساس است، مانند آدرس‌هایی که کلید عمومی کیف پول در دفتر کل عمومی قابل مشاهده است.

چهار میلیون بیت‌کوین (BTC)، یا 25٪ از کل BTC، در برابر حمله توسط یک کامپیوتر کوانتومی آسیب پذیر هستند زیرا مالکان از کلیدهای عمومی هش نشده یا استفاده مجدد از آدرس های BTC استفاده می کنند. کامپیوتر کوانتومی باید به اندازه کافی قدرتمند باشد تا بتواند کلید خصوصی را از آدرس عمومی هش نشده رمزگشایی کند. اگر کلید خصوصی با موفقیت رمزگشایی شود، عامل مخرب می‌تواند وجوه یک کاربر را مستقیماً از کیف پول آنها بدزدد.

با این حال، متخصصان پیش بینی کنید که توان محاسباتی مورد نیاز برای انجام این حملات میلیون ها برابر بیشتر از رایانه های کوانتومی فعلی است که کمتر از 100 کیوبیت دارند. با این وجود، محققان در زمینه محاسبات کوانتومی این فرضیه را مطرح کرده اند که تعداد کیوبیت های مورد استفاده ممکن است در طول ده سال آینده به 10 میلیون برسد.

برای محافظت از خود در برابر این حملات، کاربران رمزارز باید از خودداری کنند. استفاده مجدد از آدرس ها یا انتقال وجوه آنها به آدرس هایی که کلید عمومی در آنها منتشر نشده است. این از نظر تئوری خوب به نظر می رسد، اما می تواند برای کاربران روزمره بسیار خسته کننده باشد.

شخصی که به یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند دسترسی دارد ممکن است با انجام یک حمله ترانزیت، اقدام به سرقت پول از یک تراکنش بلاک چین در حال انتقال کند. از آنجایی که برای همه تراکنش ها اعمال می شود، دامنه این حمله بسیار گسترده تر است. با این حال، انجام آن چالش‌برانگیزتر است زیرا مهاجم باید قبل از اینکه ماینرها بتوانند تراکنش را انجام دهند، آن را تکمیل کند.

در اکثر شرایط، مهاجم به دلیل زمان تأیید در شبکه‌هایی مانند زمان، چند دقیقه بیشتر وقت ندارد. بیت کوین و اتریوم هکرها همچنین برای انجام چنین حمله ای به میلیاردها کیوبیت نیاز دارند که خطر حمله ترانزیت را بسیار کمتر از حمله ذخیره سازی می کند. با این وجود، هنوز هم این چیزی است که کاربران باید در نظر داشته باشند.

محافظت در برابر حملات در حین حمل و نقل کار آسانی نیست. برای انجام این کار، لازم است الگوریتم امضای رمزنگاری زیربنایی بلاک چین را به الگوریتمی تغییر دهید که در برابر حمله کوانتومی مقاوم باشد.

اقداماتی برای محافظت در برابر محاسبات کوانتومی

هنوز وجود دارد. مقدار قابل توجهی کار باید با محاسبات کوانتومی انجام شود، قبل از اینکه بتوان آن را تهدیدی معتبر برای فناوری بلاک چین در نظر گرفت.

علاوه بر این، تا زمانی که کامپیوترهای کوانتومی به طور گسترده در دسترس باشند، فناوری بلاک چین به احتمال زیاد برای مقابله با مسئله امنیت کوانتومی تکامل خواهد یافت. در حال حاضر ارزهای رمزنگاری شده مانند IOTA وجود دارند که از گراف غیر چرخه ای جهت دار (DAG) که مقاوم در برابر کوانتومی در نظر گرفته می شود. برخلاف بلوک‌هایی که یک زنجیره بلوکی را تشکیل می‌دهند، گراف‌های غیر چرخه‌ای جهت‌دار از گره‌ها و اتصالات بین آنها تشکیل شده‌اند. بنابراین، سوابق تراکنش های کریپتو به شکل گره می باشد. سپس، سوابق این مبادلات یکی روی دیگری چیده می‌شود.

شبکه بلوکی یکی دیگر از فناوری‌های مبتنی بر DAG است که در برابر کوانتومی مقاوم است. شبکه‌های بلاک چین مانند پلتفرم QAN از این فناوری استفاده می‌کنند تا توسعه‌دهندگان را قادر به ساخت قراردادهای هوشمند مقاوم در برابر کوانتومی، برنامه‌های کاربردی غیرمتمرکز و دارایی‌های دیجیتالی کنند. رمزنگاری شبکه ای در برابر کامپیوترهای کوانتومی مقاوم است زیرا بر اساس مشکلی است که یک کامپیوتر کوانتومی ممکن است به راحتی قادر به حل آن نباشد. نام داده‌شده به این مشکل کوتاه‌ترین مشکل برداری است. (SVP). از نظر ریاضی، SVP یک سوال در مورد یافتن کوتاه ترین بردار در یک شبکه با ابعاد بالا است.

اخرین: ادغام ETH نحوه نگاه شرکت ها به اتریوم برای تجارت را تغییر خواهد داد

تصور می شود که حل SVP برای کامپیوترهای کوانتومی به دلیل ماهیت محاسبات کوانتومی دشوار است. تنها زمانی که حالت‌های کیوبیت‌ها کاملاً تراز باشند، می‌توان از اصل برهم نهی توسط یک کامپیوتر کوانتومی استفاده کرد. کامپیوتر کوانتومی می تواند از اصل برهم نهی زمانی استفاده کند که حالات کیوبیت ها کاملاً تراز باشند. با این حال، باید به روش‌های مرسوم محاسباتی متوسل شود، در حالی که حالت‌ها چنین نیستند. در نتیجه، احتمال موفقیت یک کامپیوتر کوانتومی در حل SVP بسیار کم است. به همین دلیل است که رمزگذاری مبتنی بر شبکه در برابر رایانه‌های کوانتومی ایمن است.

حتی سازمان‌های سنتی نیز گام‌هایی در جهت امنیت کوانتومی برداشته‌اند. JPMorgan و Toshiba برای توسعه توزیع کلید کوانتومی (QKD)، یک راه حل آنها ادعا می کنند که در برابر کوانتومی مقاوم هستند. با استفاده از فیزیک کوانتومی و رمزنگاری، QKD امکان داد و ستد داده‌های محرمانه را برای دو طرف فراهم می‌کند، در حالی که به طور همزمان قادر به شناسایی و خنثی کردن هرگونه تلاش شخص ثالث برای استراق سمع تراکنش هستند. این مفهوم به عنوان یک مکانیسم امنیتی بالقوه مفید در برابر حملات فرضی بلاک چین که رایانه های کوانتومی ممکن است در آینده انجام دهند، مورد توجه قرار می گیرد.