تحذر جوجل من أن تشفير البيتكوين قد يتعرض للكسر باستخدام موارد كمومية أقل من المتوقع

مع تقدم الحوسبة الكمية، قد ينخفض تكلفة مهاجمة Bitcoin بشكل حاد.

في تحليل جديد، تحذر Google من أن أصولًا رقمية مثل Bitcoin وEthereum قد تكون عرضة لهجمات كمية في وقت أبكر بكثير مما كان مُقدّرًا سابقًا.

تُظهر الدراسة أن أجهزة كمية تعمل بخوارزمية Shor يمكنها حل مسألة 256-بت لمشكلة السجل اللوغاريتمي المنفصل على المنحنيات البيضاوية (ECDLP) التي تُؤمّن معظم سلاسل الكتل، باستخدام عدد أقل من الكيوبتات والبوابات.

يقدّر باحثو Google أن 1,200–1,450 كيوبت منطقي و70–90 مليون بوابة كمية قد تكسر تشفير Bitcoin ذي 256-بت خلال دقائق، وقابلة للتنفيذ على أقل من 500,000 كيوبت فيزيائي خلال دقائق.

تشير هذه النتائج إلى أن الهجمات الكمية قد تصبح ممكنة في وقت أبكر بكثير مما كانت تشير إليه التقديرات السابقة.

محافظ Bitcoin المعرضة للخطر

تعتمد التهديدات الكمية المستقبلية لBitcoin على نوع العتاد الذي يتمكّن من التوسع أولًا، وفقًا لـ Google. قد تسمح الأنظمة السريعة بهجمات شبه فورية خلال المعاملات، بينما قد تستهدف الأنظمة الأبطأ في البداية الأموال المخزنة.

كما ورد في الورقة، تشمل نقاط الضعف الرئيسية العناوين المعاد استخدامها، وأنواع محافظ أقدم، والتعرض لمفتاح عام أثناء المعاملات، مع وجود ملايين من BTC بالفعل في نطاق الخطر.

قد تكون هجمات “قابلة للصرف” (On-spend)، حيث يتم اعتراض معاملة واستغلالها قبل تأكيدها، ممكنة ضمن نافذة الكتل في Bitcoin التي تبلغ تقريبًا 10 دقائق. وهذا يتحدى الافتراض الراسخ بأن رسوم المعاملات وسرعة الشبكة ستوفر حماية كافية ضد الخصوم الكميين.

مليارات خامدة في خطر

بالإضافة إلى المعاملات النشطة، قد تكون أكبر الأهداف الفورية هي الحيازات الخاملة.

وفقًا للباحثين، يبقى حوالي 1.7 مليون Bitcoin، بقيمة عشرات المليارات من الدولارات، محبوسًا في صيغ محافظ مبكرة تُعرف باسم P2PK، ويُعتقد أن كثيرًا منها غير قابل للوصول بسبب فقدان المفاتيح.

لا يمكن ترقية هذه الأصول إلى معايير مقاومة للهجمات الكمية، وقد تُفك في النهاية بواسطة من يحصل أولًا على كمبيوتر كمّي ذي صلة تشفيريًا، أو CRQC.

وهذا يخلق ما يصفه المحللون بأنه “مسبح جوائز ثابت” للمهاجمين في المستقبل، يمتد من الجهات الحكومية إلى الشركات الخاصة، وقد يكون فرض ذلك صعبًا في نظام لامركزي وعالمي.

التعدين آمن، لكن ليس بالكامل

رغم أن الحواسيب الكمية قد تهدد تشفير Bitcoin، تلاحظ Google أن عملية التعدين نفسها ليست عرضة للخطر فورًا. إن تسريعات السرعة الكمية من خوارزمية Grover محدودة، وما يزال مُعدّنات ASIC التقليدية تهيمن على الكفاءة.

ومع ذلك، قد تؤدي الهجمات المفاجئة إلى تعطيل اقتصاديات الشبكة. قد يؤدي نجاح هجوم كمّي إلى خفض قيمة Bitcoin، وتقليل حوافز المُعدنين، والإضرار بأداء الشبكة وأمنها.

ترقية Taproot تحسن الخصوصية لكنها تعرض Bitcoin لهجمات كمية

تحذر Google من أن البرامج النصية التشفيرية في Bitcoin قد تستهدفها هجمات كمية.

تُدار الأموال عبر UTXOs، والمفاتيح العامة، والتواقيع الرقمية، ما يجعل التعرض أثناء الصرف نقطة ضعف حرجة.

تكون عناوين Early وTaproot معرضة بشكل خاص، بينما تحتفظ العناوين القياسية ببعض الحماية حتى يتم استخدامها.

يشير التقرير إلى أن Taproot يمثل توازنًا بين الوظائف والأمان الكمي، ويقدّم P2MR كنوع برنامج نصي مستقبلي مصمم للاحتفاظ بمزايا Taproot مع تقليل المخاطر الكمية.

37 مليون ETH في خطر

قد تؤثر الحوسبة الكمية على Ethereum بشكل أشد من Bitcoin، وفقًا لـ Google.

تفتقر العقود الذكية إلى التشفير ما بعد الكمية، ما يجعل الكود المحفوظ (عند السكون) عرضة للخطر، بينما تخلق تواقيع BLS في إثبات الحصة مخاطر منهجية إذا تم اختراق عدد كافٍ من المُتحققين.

تعتمد أيضًا شبكات الطبقة الثانية في Ethereum على التزامات KZG القابلة للهجوم الكمي، والتي قد تتيح ظهور أبواب خلفية دائمة.

يتطلب التخفيف الفعال تنسيقًا واسع النطاق يدويًا لترقيات العقود، وتدوير مفاتيح أسرع، والانتقال إلى التشفير ما بعد الكمية عبر منظومة كاملة.

ما وراء Bitcoin وEthereum

تمتد نقاط الضعف الكمية إلى ما هو أبعد بكثير من Bitcoin وEthereum، لتؤثر في الفوركات (Forks)، والسلاسل الجانبية (Sidechains)، وcoins الخاصة بالخصوصية، وstablecoins، كما تسلط Google الضوء.

لا تزال العديد من السلاسل تعتمد على تشفير قائم على ECDLP، ما يترك الأموال والخصوصية عرضة للخطر، بينما تضيف الجسور متعددة التوقيعات ومفاتيح الإدارة مخاطر إضافية.

حتى blockchains تحافظ على الخصوصية مثل Zcash أو Mimblewimble قد تواجه هجمات رجعية، ما يتيح تعريض المعاملات السابقة أو استغلالات التضخم.

الانتقال الكامل إلى التشفير ما بعد الكمية (PQC) ممكن

تستضيف منصات البلوك تشين بشكل متزايد أصولًا واقعية ممَأسَة (tokenized real-world assets)، بما في ذلك السندات والعقارات. ومع تجاوز توقعات السوق $16 trillion بحلول 2030، يحذر الخبراء من أن تهديدات الحوسبة الكمية قد تصبح خطرًا منهجيًا على النظام المالي ككل.

ورغم أن تخفيفات على المدى القصير، مثل تدوير المفاتيح وتحديثات البروتوكول، يمكنها تقليل مستوى التعرض، فإن الانتقال إلى PQC فقط هو ما سيوفر أمنًا طويل الأمد ضد التهديدات الكمية المفاجئة، وفقًا لما تذكره Google.

يمكن تنفيذ انتقال كامل إلى التشفير ما بعد الكمية، لكن فقط إذا بدأ العمل الآن، كما يشدد باحثو Google.

تجري بالفعل تجربة نهج تشفير جديدة، بما في ذلك الأنظمة القائمة على الشبكات الشبكية (lattice) والأنظمة القائمة على التجزئة (hash-based)، ويتم طرحها في شبكات مختارة.

تم بناء بعض المشاريع، مثل QRL وAbelian، لتكون مقاومة للهجمات الكمية منذ البداية، بينما يجري البعض الآخر، مثل Algorand وSolana وXRP Ledger، اختبار عمليات دمج توفر أمانًا ضد الكمية. كما كثفت مؤسسة Ethereum جهودها لترقية البنية التحتية الأساسية للأمان ما بعد الكمية.

تدعو Google مجتمع الكريبتو إلى الاستعداد لهجمات كمية مبكرًا، واعتماد PQC، وإصلاح نقاط الضعف قصيرة المدى، والمشاركة بمعلومات بشكل مسؤول لحماية كل من الأموال والثقة العامة.

                    **الإفصاح:** تم تعديل هذه المقالة بواسطة Vivian Nguyen. لمزيد من المعلومات حول كيفية إنشاء المحتوى ومراجعته، راجع سياسة التحرير لدينا.