يقول الباحثون إنه توجد طريقة لجعل البيتكوين آمنًا من الهجمات الكمية دون إجراء انقسام (Fork)

باختصار

• يحدد اقتراح جديد طريقة لإنشاء معاملات بيتكوين مقاومة للكمّ دون تغيير بروتوكول الشبكة.
• يستبدل التصميم افتراضات المنحنيات الإهليلجية بألغاز قائمة على التجزئة وتوقيعات لامبورت.
• ينقل هذا النهج عبء العمل الحاسوبي إلى منشئي المعاملات، ويُقدَّم كحل بديل مؤقت وليس إصلاحًا دائمًا.

يمكن جعل معاملات بيتكوين مقاومة لهجمات كمّ مستقبلية دون تغيير بروتوكولها الأساسي، وفقًا لاقتراح من الباحث في شركة StarkWare، أفيوهو مردخاي ليفي. في ورقة بحثية حديثة، يصف ليفي مخطط معاملات بعنوان “بيتكوين آمنة كمًّا” مصممًا ليظل آمنًا حتى إذا كسرت أجهزة الكمبيوتر الكمّية تشفير المنحنيات الإهليلجية المستخدم اليوم. تعمل الطريقة ضمن قواعد البرمجة الحالية في بيتكوين ولا تتطلب أي فورك ناعم أو ترقية أخرى للشبكة. “نقدم QSB، مخطط معاملات بيتكوين آمنة كمًّا، الذي لا يتطلب أي تغييرات على بروتوكول بيتكوين ويظل آمنًا حتى في وجود خوارزمية شور”، كتب ليفي.

يستبدل الاقتراح توقيعات المنحنيات الإهليلجية بتشفير قائم على التجزئة وتوقيعات لامبورت، وهي مخطط توقيع مبكر يُنظر إليه على أنه مقاوم لهجمات الكمّ. “وبما أن توقيعات لامبورت آمنة لما بعد الكمّ، فإنها توقع معرفًا قويًا تشفيرًا للمعاملة، وبالتالي لا يمكن تعديل المعاملة دون إنتاج توقيع لامبورت جديد—وهو ما لا يستطيع المهاجم تزويره، حتى مع قدرات الحوسبة الكمّية”، كتب ليفي.  في قلب التصميم توجد مسألة تشفيرية يجب حلها قبل بث المعاملة. وتقدّر الورقة أن العثور على حل صالح سيتطلب نحو 70 تريليون محاولة.

على عكس تعدين بيتكوين، تتم عملية الحوسبة قبل أن تصل المعاملة إلى الشبكة. ينجز المستخدمون العمل خارج السلسلة (off-chain) ثم يقدّمون معاملة تتضمن بالفعل دليلًا بأن اللغز تم حله. يقدّر ليفي أنه يمكن حل اللغز باستخدام عدة أجهزة تجارية مثل وحدات GPU بتكلفة بضعة مئات من الدولارات لكل معاملة. تم تصميم المخطط ليعمل ضمن حدود برمجة بيتكوين البالغة 201 opcode و10,000 بايت. وتلاحظ الورقة أن هذه الحدود شديدة التقييد لأن كل opcode يُحسب ضمن الإجمالي، حتى إذا ظهر في فرع من الشيفرة البرمجية غير مستخدم. لملاءمة النظام ضمن تلك الحدود، يجمع بين توقيعات لامبورت وألغاز قائمة على التجزئة في بنية معاملات طبقية. كما يُدخل “تثبيت المعاملة” (transaction pinning)، والذي يتطلب من أي شخص يحاول تعديل المعاملة حل اللغز مرة أخرى. يصف ليفي النظام بوصفه إجراءً “للملاذ الأخير” بدلًا من حل قابل للتوسع. وتقول الورقة إن كلفة الحوسبة خارج السلسلة وحجم المعاملة داخل السلسلة لن يتناسبا مع معدل نقل بيتكوين المستهدف أو احتياجات معظم المستخدمين. كما أن إنشاء المعاملات أكثر تعقيدًا من الاستخدام القياسي لبيتكوين، وقد يُنظر إليه على أنه غير قياسي وفقًا لسياسات التمرير (relay) الحالية، ما يعني أنها قد تواجه مشكلات في الانتشار، وقد تحتاج إلى تقديمها مباشرة إلى مجمّعات التعدين بدلًا من بثها عبر mempool العام. يحمل الاقتراح أيضًا مقايضات أمنية. فبينما يتجنب هجمات تعتمد على خوارزمية شور التي تهدد توقيعات المنحنيات الإهليلجية، يمكن لخوارزمية جروفر أن توفر مع ذلك تسريعًا تربيعيًا للمهاجمين الكمّيين. “طالما يُعتقد أن التهديد الكمّي حقيقي، يظل من الضروري الاستمرار في الجهود الجارية للبحث وتنفيذ أفضل حل ممكن لبيتكوين—حل يكون كفؤًا للغاية وسهل الاستخدام ويُلبي احتياجات بيتكوين، عبر تغييرات على مستوى البروتوكول”، كتب ليفي.

تنضم ورقة ليفي إلى عدة مقترحات ظهرت وتوضح كيف يمكن لبيتكوين أن تنتقل إلى تشفير مقاوم للكمّ، بما في ذلك BIP-360، الذي يقدم صيغة عنوان “الدفع إلى جذر ميركل” المصممة لدعم توقيعات آمنة للكمّ. ورغم أن تهديد الكمّ لبيتكوين لا يزال نظريًا، فإن شركات منها Google وCloudflare تستعد له بالفعل، مع تحديد موعد نهائي عام 2029 للانتقال إلى الأنظمة لما بعد الكمّ.