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

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

في تحليل جديد، تحذر Google من أن الأصول التشفيرية مثل Bitcoin وEthereum قد تكون عرضة لهجمات كمية في وقت أبكر بكثير من التقديرات السابقة.

توضح الدراسة أن الآلات الكمية التي تعمل بخوارزمية Shor يمكنها حل مشكلة السجلّ التراجعي المنفصلة لمنحنى إهليلجي بعرض 256 بت (ECDLP) التي تؤمّن معظم سلاسل الكتل باستخدام عدد أقل من الكيوبتات والبوابات.

تقدّر أبحاث Google أن 1,200–1,450 كيوبتات منطقية و70–90 مليون بوابة كمية يمكن أن تكسر تشفير Bitcoin ذي 256 بت خلال دقائق، وقابلة للتنفيذ على أقل من 500,000 كيوبت فيزيائية خلال دقائق.

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

محافظ Bitcoin معرضة للخطر

تعتمد التهديدات الكمية المستقبلية لـ Bitcoin على أي نوع من العتاد يتوسع أولاً، وفقاً لـ Google. قد تسمح الأنظمة السريعة بهجمات شبه فورية أثناء المعاملات، بينما سيستهدف النظام الأبطأ في البداية الأموال المُخزّنة.

كما ورد في الورقة، تشمل نقاط الضعف الرئيسية إعادة استخدام العناوين، وأنواع محافظ أقدم، والتعرّض لمفتاح عام أثناء المعاملات، مع وجود ملايين من BTC بالفعل تحت الخطر.

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

مليارات خامدة معرضة للخطر

بالإضافة إلى المعاملات النشطة، قد يكون أكبر هدف فوري هو الحيازات الخاملة.

وفقاً للباحثين، تبقى حوالي 1.7 مليون Bitcoin، بقيمة عشرات المليارات من الدولارات، محبوسة في صيغ محافظ مبكرة تُعرف باسم P2PK، ويُعتقد أن الكثير منها غير قابل للوصول بسبب فقدان المفاتيح.

لا يمكن ترقية هذه الأصول إلى معايير مقاومة للكم، وقد تُفتح في النهاية بواسطة من يحصل أولاً على حاسوب كمي ذي صلة تشفيرياً، أو CRQC.

وهذا يخلق ما يصفه محللون بأنه “حوض جوائز ثابت” للمهاجمين في المستقبل، ممتداً من الجهات الحكومية إلى الشركات الخاصة، وقد تكون إنفاذ الإجراءات أمراً صعباً في نظام لامركزي وعالمي.

التعدين آمن، لكن ليس بالكامل

رغم أن الحواسيب الكمية قد تهدد تشفير Bitcoin، تشير Google إلى أن عملية التعدين نفسها ليست مهددة فوراً. عمليات التسريع الكمي من خوارزمية Grover محدودة، وما زال مُعدِّنو ASIC التقليديون يهيمنون على الكفاءة.

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

ترقية Taproot تحسن الخصوصية لكنها تعرض Bitcoin لهجمات كمية

تحذر Google من أن سكربتات Bitcoin التشفيرية قد تكون مستهدفة بواسطة هجمات كمية.

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

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

يشير التقرير إلى أن Taproot يمثل مفاضلة بين الوظائف والأمان الكمي، ويقدّم P2MR كنوع سكربت مستقبلي مصمم للاحتفاظ بفوائد Taproot مع تقليل خطر الكم.

37 مليون ETH معرضة للخطر

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

تفتقر العقود الذكية إلى تشفير مقاوم لما بعد الكم، ما يجعل الكود المخزّن عرضة للخطر، بينما تخلق تواقيع BLS في الإثبات بالحصة مخاطر نظامية إذا تم اختراق عدد كافٍ من المدققين.

تعتمد أيضاً شبكات طبقة 2 في Ethereum على التزامات KZG القابلة لضعف الكم، والتي قد تتيح ظهور أبواب خلفية دائمة.

يتطلب التخفيف الفعّال تنسيقاً واسع النطاق، وترقيات للعقود يدوية، وتدويراً أسرع للمفاتيح، وتحولاً إلى تشفير ما بعد الكم عبر منظومة البيئة.

ما وراء Bitcoin وEthereum

تمتد نقاط الضعف الكمية إلى ما هو أبعد بكثير من Bitcoin وEthereum، لتؤثر على الفوركات وسلاسل جانبية وعمليات عملات الخصوصية والعملات المستقرة، كما تسلط Google الضوء.

لا تزال العديد من السلاسل تعتمد على تشفير قائم على ECDLP، ما يترك الأموال والخصوصية مكشوفة، بينما تُنشئ الجسور متعددة التوقيعات ومفاتيح المسؤول مخاطر إضافية.

حتى سلاسل الكتل التي تحافظ على الخصوصية مثل Zcash أو Mimblewimble يمكن أن تواجه هجمات رجعية، ما يتيح تعريض المعاملات السابقة أو استغلالات التضخم.

الانتقال الكامل إلى تشفير ما بعد الكم (PQC) ممكن

تستضيف منصات البلوك تشين بشكل متزايد أصولاً واقعية ممثلة كتوكنات، بما في ذلك السندات والعقارات. ومع تجاوز توقعات السوق 16 تريليون دولار بحلول 2030، يحذر الخبراء من أن تهديدات الحوسبة الكمية قد تصبح خطراً نظامياً على النظام المالي ككل.

بينما يمكن للتخفيفات قصيرة الأجل، مثل تدوير المفاتيح وتحديثات البروتوكول، تقليل التعرض، فإن الانتقال فقط إلى PQC هو الذي سيؤمن حماية مستدامة ضد تهديدات الكم المفاجئة، وفقاً لـ Google.

يشدد باحثو Google على أن الانتقال الكامل إلى تشفير ما بعد الكم ممكن، لكن بشرط أن تبدأ الأعمال الآن فقط.

يتم بالفعل اختبار وتطبيق مقاربات تشفيرية جديدة، بما في ذلك الأنظمة القائمة على الشبكات المشفرة (lattice) وعلى التجزئة (hash)، في شبكات محددة.

تم بناء بعض المشاريع، مثل QRL وAbelian، لتكون مقاومة للكم منذ البداية، بينما تختبر مشاريع أخرى مثل Algorand وSolana وXRP Ledger عمليات تكامل “آمنة للكم”. كما كثفت مؤسسة Ethereum أيضاً جهودها لترقية البنية التحتية الأساسية للأمان ما بعد الكم.

تدعو Google مجتمع التشفير إلى الاستعداد لهجمات الكم مبكراً، واعتماد PQC، وإصلاح نقاط الضعف قصيرة الأجل، والمشاركة بمعلومات بشكل مسؤول لحماية كل من الأموال والثقة العامة.

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