پایان بازی بیت کوین: محاسبات کوانتومی برای بیت کوین می آید

به گزارش مالی خبر، در مدت اخیر، یک بحران رسانه‌ای کوچک درباره اعلامیه‌ی گوگل درباره Willow، کامپیوتر کوانتومی جدید، و تهدیدی برای بیت کوین به وجود آمده است. بسیاری از تجزیه و تحلیل‌ها به خوبی نشان داده‌اند که چگونگی تغییر رمزنگاری توسط محاسبات کوانتومی و همچنین میزان مقاومت بیت کوین در برابر این پیشرفت‌های تکنولوژیکی را بررسی می‌کنند. در اینجا ما قصد داریم به طور مفصل به محاسبات کوانتومی و تهدیدی که برای بیت کوین ایجاد می‌شود پرداخته و نکات فنی مهم را برجسته کنیم. این مطلب ممکن است برای برطرف کردن ابهامات و درک صحیح موضوعات بسیار حیاتی باشد.

در آینده، محاسبات کوانتومی نیاز به اصلاح پروتکل بیت کوین خواهد داشت، همچون به‌روزرسانی‌های رایانه‌ای Y2K. این تغییرات هزینه‌بر و زمان‌بر خواهد بود، اما بیت کوین به طور خاص تهدیدی ندارد. این تهدید تنها محدود به بیت کوین نیست، زیرا رایانه‌های کوانتومی قادر به شکستن انواع رمزنگاری مالی، تجاری، بانکی و غیره هستند.

بسیاری از افراد تعجب نمی‌کنند که آیا بخشی از این اظهارات نسبت به پایان بیت کوین از نوعی انگور ترش پدید آمده است یا خیر. افرادی که به مدت طولانی از استفاده از بیت‌کوین خودداری می‌کرده‌اند – چه به این دلیل که معتقدند بیت‌کوین قادر به عملکرد صحیح نیست، از چالش‌های آن برای مقابله با کنترل دولت ناراحت هستند، یا فقط از عدم سرمایه‌گذاری در زمانی که ارزان‌تر بود پشیمان هستند – از اخبار محاسبات کوانتومی گوگل برای پیش‌بینی فروپاشی بیت‌کوین بهره می‌برند. این نقدها اغلب بیشتر از آسیب‌پذیری‌های واقعی بیت کوین مربوط به تعصبات افراد بدبین است.

فقط یک مشکل بیت کوین نیست

کامپیوتر کوانتومی Willow Google توانایی انجام محاسبات با 105 کیوبیت را دارد و تاکنون معتقد است که خروجی آن نسبتاً دقیق است. با این حال، برای شکستن رمزگذاری بیت کوین، نیاز به 200 تا 400 میلیون کیوبیت است که این مقدار بسیار بیشتر از توانایی کامپیوترهای کوانتومی قبلی است. به منظور دستیابی به این هدف ظرف 10 سال، محاسبات کوانتومی باید سالانه بیش از 324 درصد افزایش یابد که این میزان افزایش بیشتر از پیش‌بینی‌ها است و چالش‌برانگیز به نظر می‌رسد.

با این وجود، محاسبات کوانتومی تهدید جدی برای بیت کوین را به وجود آورده است و این مسئله نیازمند توجه ویژه است. برای اینکه پروتکل بیت کوین بتواند در برابر حملات کوانتومی مقاوم باشد، لازم است که به سرعت به روز شود. بحث‌ها و گفتگوها در جامعه توسعه دهندگان بیت کوین جریان دارد و در مورد زمان و روش اجرای این به‌روزرسانی مورد بحث قرار گرفته است. هنگامی که ایده‌ها و راهکارهای مطرح شده به اندازه کافی تایید شوند، یک پیشنهاد بهبود بیت کوین یا BIP به صورت آنلاین منتشر می‌شود. وقتی یک راه‌حل خاص توسط جامعه انتخاب شده و اکثر گره‌های بیت کوین آن را تصویب کنند، اقدامات لازم انجام خواهد شد.

تفاوتهایی که در بیت کوین برای مقابله با این چالش ایجاد می‌شود، در مقایسه با آنچه که برای میلیون‌ها پروتکل و شبکه محاسباتی امن دیگر مورد نیاز است، کماکان ظاهر است. تضمین امنیت پروتکل‌های رمزنگاری جهانی یک فرآیند بسیار پیچیده‌تر و حساس‌تر از آماده‌سازی برای مسئله Y2K خواهد بود.

تاکید بر تأثیر محاسبات کوانتومی بر ارزهای دیجیتال، باعث ایجاد یک اغفال اساسی می‌شود. مسئله پایان رمزگذاری نه تنها مشکلی برای بیت کوین نیست، بلکه به تمامی زمینه‌ها اشمیت کرده است. ورود به دوران پسا کوانتومی با چالش های بسیار بزرگی برای پایه‌های جامعه مدرن همراه خواهد بود.

رمزگذاری در همه جا وجود دارد

رمزنگاری یک عنصر اساسی در زندگی مدرن است که تقریبا هر جنبه‌ای از جوامع مبتنی بر فناوری را فراهم می کند. سیستم‌های مالی برای امنیت تراکنش‌های بانکی آنلاین به رمزنگاری RSA تکیه می‌کنند و اطمینان می‌دهند که جزئیات مهم مانند شماره کارت اعتباری و موجودی حساب در برابر دزدی محافظت می‌شوند. بدون استفاده از رمزنگاری، هیچ سیستم بانکی امنیتی ندارد.

پلتفرم‌های تجارت الکترونیک از اصول یکسان برای حفاظت از اطلاعات پرداختی در حالت تبادل بین خریداران و فروشندگان استفاده می‌نمایند. بدون استفاده از رمزنگاری، امکان انجام تجارت الکترونیک به وجود نخواهد آمد.

بیمارستان‌ها و فراهم‌کنندگان خدمات پزشکی برای انتقال پرونده‌های پزشکی الکترونیکی و پردازش پرداخت‌ها به رمزگذاری وابسته هستند. بدون استفاده از رمزگذاری، هیچ سامانه پزشکی مدرنی قابل اجرا نیست.

سازمان‌های دولتی از فناوری رمزگذاری برای تضمین امنیت ارتباطات خود در برابر دسترسی غیرمجاز استفاده می‌کنند. این روش امنیتی به آن‌ها کمک می‌کند تا اطلاعات طبقه‌بندی شده و اسرار ملی خود را از دسترسی دشمنان و مخاطرات احتمالی محافظت کنند. در واقع، بدون استفاده از فناوری رمزگذاری، امنیت ملی و جلوگیری از نفوذ و دسترسی غیرمجاز به اطلاعات حیاتی تضمین نشده است.

فرمان‌های رمزگذاری‌شده حفاظتی هستند که از امنیت دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) مانند خودروهای متصل و سیستم‌های خانه هوشمند جلوگیری می‌کنند و از تهدیداتی همچون دسترسی غیرمجاز به فناوری‌های روزمره جلوگیری می‌کنند. به عبارت دیگر، بدون استفاده از رمزگذاری، امنیت وجود هیچ دستگاه هوشمندی تضمین نشده است.

اکنون برداشت کنید، بعداً رمزگشایی کنید

اگرچه ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها طول بکشد تا به پایان روش‌های رمزگذاری معمولی برسیم، اما آماده‌سازی برای برتری کوانتومی در برابر تهدید “اکنون برداشت، بعدا رمزگشایی” آغاز شده است.

یکی از مزایای اصلی رمزگذاری این است که امکان ارسال پیام‌های امن از طریق یک راه‌های ارتباطی ناامن فراهم می‌کند. به عنوان مثال، هنگامی که اطلاعات حساب بانکی خود را از رایانه شخصی خود وارد می‌کنید، اطلاعات شما با استفاده از رمزنگاری تشفیر می‌شود قبل از ارسال آن از طریق اینترنت به سرور بانک. در این مسیر، اطلاعات ممکن است از طریق سرور‌های متعددی عبور کند که در نظریه‌ای، این اطلاعات را ذخیره و مشاهده کنند. اما از آنجا که اطلاعات رمزگذاری شده است، فقط بیت‌هایی از داده بی‌معنی ذخیره می‌شود که ناقص و نابود است. به همین دلیل به عنوان یک مهاجم، توانایی بازگشایی اطلاعات رمزبوده نیست و ذخیره باز هیچ اهمیتی ندارد.

مگر اینکه اطلاعات را برای مدت‌های طولانی نگهدارید، منتظر زمانی باشید که قادر باشید اطلاعات را با فراهم آوری یک کامپیوتر کوانتومی که هنوز ساخته نشده است رمزگشایی کنید.

گاهی اوقات رمز عبور بانک شما ممکن است منطقی نباشد. همانند بسیاری از داده‌های رمزگذاری شده دیگر، آن ممکن است نادیده گرفته شود در طول زمان و نامربوط به شرایط فعلی شود، حتی اگر سال‌ها بعد از ذخیره شدن آن رمزگشایی شود. گذرواژه‌ها تغییر می‌کنند، حساب‌ها بسته می‌شوند، افراد می‌میرند و شرکت‌ها دیگر وجود ندارند. با این حال، در برخی موارد، داده‌های رمزگذاری‌شده ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها بعد از ذخیره شدن مفید باقی بمانند – به عنوان مثال، اطلاعات دولتی یا لیست‌های اصلی گذرواژه‌ها که مجدداً در پلتفرم‌های مختلف استفاده می‌شوند.

اگر محاسبات کوانتومی در چند سال یا چند دهه آینده قرار است رمزگذاری را شکست دهند، مهاجمان در زمینه‌های حساس مانند دفاع و اطلاعات در حال حاضر داده‌های رمزگذاری شده را جمع‌آوری می‌کنند، حتی اگر این داده‌ها در حال حاضر غیرقابل کشف و بی‌فایده باشند. بنابراین پیشرفت‌هایی در زمینه رمزنگاری پس‌کوانتومی قبلاً آغاز شده است.

پست کوانتومی رمزنگاری

هرچند رایانه‌های کوانتومی در نهایت تکنیک‌های رمزگذاری مدرن را قرنطینه خواهند زد، اما از آنها می‌توان برای توسعه الگوریتم‌های رمزنگاری پیشرفته‌تر نیز بهره برد. به عبارت دیگر، تنها نشان دهنده پایان رمزنگاری مدرن نیستند؛ بلکه این فرصت را فراهم می‌کنند تا الگوریتم‌های رمزگذاری به روز و مقاوم در برابر تکنولوژی‌های کوانتومی توسعه یابند.

انتقال داده ها به صورت رمزنگاری پست کوانتومی (PQC)، یک زمینه فعال در تحقیقات است که در حال پیشرفت است. این فناوری با هدف ایمن کردن سیستم‌ها در برابر تهدیدات کوانتومی آینده و حفظ اصلی امنیت رمزنگاری، فرصت‌های امیدبخشی را فراهم می‌کند. به منظور حفظ یکپارچگی خود، بیت کوین و دیگر سیستم‌ها نیاز دارند تا از پیشرفت‌های حوزه PQC بهره ببرند.

اساس تکنولوژی خوشه‌های کمترین قدرت محاسباتی در مسئولیت تنها در توانایی امکان حل مسائل ریاضی مخابراتی توجه دارد. این نوع مسائل از توانایی کوانتومی کامپیوترها برای حل آن‌ها استفاده نمی‌کند. به عنوان مثال، سیستم‌های رمزنگاری کلاسیک بر اساس الگوریتم‌هایی مبتنی بر لگاریتم گسسته و فاکتورسازی اعداد صحیح کار می‌کنند. در حالی که این الگوریتم‌ها را می‌توان با استفاده از کامپیوترهای کوانتومی حل کرد، تکنیک‌های پایدار عمل کوانتومی (PQC) بر پایه ساختارهای ریاضی متفاوتی تأسیس شده‌اند. این شامل رمزنگاری بر پایه شبکه، حل معادلات چند‌جمله‌ای چند متغیره و امضای مبتنی بر هش می‌شود. تمام این الگوریتم‌ها از مقاومت قابل توجهی در مقابل حملات کوانتومی بهره می‌برند.

خط زمانی برای رمزنگاری پس کوانتومی

موسسه استانداردها و فناوری ملی (NIST) در صف جلوی این تلاش بوده و یک پیشروی جهانی برای تعیین استانداردهای الگوریتم‌های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی را هماهنگ کرده است. پس از سال‌ها ارزیابی دقیق، NIST مجموعه‌ای از الگوریتم‌های کاندید برای استانداردهای رمزنگاری پس از عصر کوانتومی در سال 2022 اعلام کرده است که تمرکز آن بر عملیات قابل اجرا و کاربرد گسترده در صنایع می‌باشد.

هرچند انتقال به پردازش کلید کوانتومی (PQC) باید به چالش کشیده باشد، اما در حال حاضر در دست توسعه است. دولت فدرال در یادداشت امنیت ملی 10 (NSM-10) مشخص کرده که تا سال 2035، سیستم‌های خود را به روش‌های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی منتقل خواهد کرد. با این حال، بعضی سیستم‌های حساس با نیازهای محرمانه طولانی‌مدت ممکن است نیاز به انتقال زودتری داشته باشند به دلیل افزایش ریسک‌های امنیتی. سازمان ملی استانداردها و فناوری اطلاعات (NIST) پیشنهاد می‌دهد که اولویت بندی استقرار سیستم‌های کلید مقاوم در برابر کوانتومی را در پروتکل‌هایی مانند TLS و IKE انجام دهیم که ارتباطات ایمن در اینترنت را تضمین می‌کنند.

مسیر پیشروی به PQC (Post-Quantum Cryptography) نه تنها شامل به‌روزرسانی استانداردهای رمزنگاری می‌شود، بلکه همچنین از سازگاری با سیستم‌های فعلی نیز اطمینان حاصل می‌کند. با توجه به کاربردهای گسترده رمزنگاری در صنایع مختلف، این وظیفه‌ای جدی و حساس است، اما برای حفظ اعتماد در دنیای دیجیتال امروزی اساسی است. همانگونه که NIST به همکاری با دانشگاه‌ها، صنعت و دولت‌ها ادامه می‌دهد، پذیرش گسترده تکنولوژی PQC یک گام حیاتی در تأمین امنیت اطلاعات آینده اینترنت می‌باشد.

ارتقای تمدنی

زندگی دیجیتال باید به‌روز شود تا در برابر تهدیدات کوانتومی مقاوم باشد. پروتکل‌های مختلف برای امنیت اطلاعات و رمزنگاری استفاده می‌شوند، اما گاهی اشتباهات و حملات هکرها باعث نقصان می‌شوند. پروتکل بیت‌کوین یکی از مهم‌ترین پروتکل‌های مالی جهانی است که برای مقابله با تهدیدات کوانتومی به‌روزرسانی می‌شود و از ابتدای ظهور خود به عنوان یکی از بهترین پروتکل‌های امنیتی شناخته شده است.

پذیرش رمزنگاری پسکوانتومی ممکن است به چالش کشیده شود، اما این حقیقت هیجان‌انگیز است؛ زیرا نشان می‌دهد که در حال ورود به دوران محاسبات کوانتومی هستیم. این فناوری نوآورانه امکانات و پیشرفت‌های چشمگیری را در زمینه‌های مختلف از پزشکی تا مواد پیشرفته، فراهم می‌کند که امروزه به سختی ممکن است تصور شود.

منبع: forbes.com