هل يستطيع الحاسوب الكمي كسر بيتكوين بحلول 2033؟

لذلك فالاستنتاج العملي يقع في المنتصف: لا داعي للذعر، ولا يجوز الانتظار. الإرشادات الحكومية الخاصة بالانتقال إلى تشفير ما بعد الكم تتعامل معه كتغيير تقني واسع يحتاج إلى سنوات، وهذه طريقة مناسبة للتفكير في جاهزية شبكات البلوكشين أيضًا.

ماذا سيهاجم المهاجم الكمي فعلًا؟

المهاجم المستقبلي لن يحتاج إلى «فك تشفير البلوكشين». الهدف الأعلى قيمة هو استنتاج المفتاح الخاص من المفتاح العام. إذا كان المفتاح العام لبيتكوين مكشوفًا، وكان لدى المهاجم حاسوب كمي قادر على حل مسألة المنحنى الإهليلجي بسرعة كافية، فقد يتمكن من اشتقاق المفتاح الخاص وتوقيع عملية إنفاق مزيفة تبدو صالحة للشبكة.

هذا يختلف عن القول إن الحاسوب الكمي سيعيد كتابة تاريخ بيتكوين أو سيفوز تلقائيًا بكل سباقات التعدين. بيتكوين يستخدم SHA-256 في التعدين وتجزئة العناوين، لكن الخطر الأقوى في أبحاث الجاهزية الكمية المذكورة يتركز في طبقة تواقيع المفاتيح العامة، لا في تعدين SHA-256.

لماذا تصبح المفاتيح العامة المكشوفة مشكلة؟

ليست كل العملات على الشبكة معرضة للخطر بالدرجة نفسها. يمكن أن يظهر المفتاح العام عندما تُنفق العملات، كما أن إعادة استخدام العنوان تجعل هذا الانكشاف أسهل في الفهرسة وتحديد الأولويات.

من هنا تظهر مشكلتان. الأولى أن العملات المرتبطة بمفاتيح عامة مكشوفة بالفعل ستكون مرشحة واضحة للهجرة مستقبلًا إلى آليات أكثر مقاومة للكم. الثانية أن المستخدم عندما يبث معاملة إلى الشبكة، قد توجد نافذة زمنية قبل التأكيد يكون فيها المفتاح العام والإنفاق المقصود مرئيين. إذا استطاعت آلة كمية مستقبلية استنتاج المفتاح الخاص داخل تلك النافذة، فقد يحاول المهاجم بث إنفاق منافس.

التقديرات الحالية لا تقول إن هذا ممكن اليوم. لكنها تشرح لماذا يجب أن تدخل تصميمات المحافظ، وخصوصية بث المعاملات، وآلية الذاكرة المؤقتة للمعاملات غير المؤكدة، وتوقيت التأكيدات، في نقاش الهجرة إلى تشفير ما بعد الكم قبل أن يصبح التهديد عمليًا.

معايير ما بعد الكم لم تعد نظرية

أقوى حجة لصالح الاستعداد المبكر أن تشفير ما بعد الكم لم يعد موضوعًا بحثيًا مجردًا. في أغسطس 2024، أنهى المعهد الوطني الأميركي للمعايير والتقنية NIST أول ثلاثة معايير لتشفير ما بعد الكم، وشجع مسؤولي الأنظمة على بدء الانتقال في أقرب وقت ممكن.

تشمل هذه المعايير FIPS 203 لتغليف المفاتيح ML-KEM، وFIPS 204 للتواقيع الرقمية ML-DSA، وFIPS 205 للتواقيع القائمة على التجزئة عديمة الحالة SLH-DSA. كما نشر NIST مواد تخطيطية للانتقال من الخوارزميات المعرضة للكم إلى تواقيع رقمية وآليات تأسيس مفاتيح مقاومة للكم.

وفي المملكة المتحدة، يصف المركز الوطني للأمن السيبراني NCSC الهجرة إلى تشفير ما بعد الكم بأنها تغيير تقني جماعي يستغرق عدة سنوات، مع محطات مبكرة تشمل تحديد أهداف الهجرة وإنجاز عملية اكتشاف شاملة بحلول 2028.

بالنسبة إلى بيتكوين وسلاسل الكتل الأخرى، اختيار الخوارزمية ليس سوى جزء من العمل. أي مسار لتوقيعات ما بعد الكم يجب أن ينسجم مع أحجام المعاملات، كلفة التحقق، أسواق الرسوم، المحافظ المادية، أنظمة الحفظ، العملاء الخفيفين، المنصات، الجسور، والتوافق الاجتماعي داخل المجتمع.

ما الذي ينبغي على قطاع الكريبتو فعله الآن؟

1. بناء خريطة للتعرضات التشفيرية

على المنصات الكبرى، وأمناء الحفظ، ومطوري المحافظ، والجسور، ومصدري العملات المستقرة، وفرق الطبقة الثانية، والخزائن الكبيرة، أن يعرفوا أين يعتمدون على تشفير مفاتيح عامة معرض نظريًا للحوسبة الكمية. يجب أن يشمل الجرد مسارات التوقيع، أجهزة حفظ المفاتيح، صيغ النسخ الاحتياطي، إجراءات الاسترداد، سياسات التوقيع المتعدد، العقود الذكية، مدققي الجسور، والمفاتيح العامة طويلة العمر.

هذا ينسجم مع العمل المبكر الذي يوصي به NCSC: تحديد الأهداف وإجراء الاكتشاف قبل وقوع الطوارئ. وبالنسبة إلى بيتكوين تحديدًا، يجب إعطاء أولوية للعناوين المعاد استخدامها، والمفاتيح العامة المكشوفة أصلًا، وأنواع المخرجات القديمة، والمحافظ الباردة عالية القيمة، وتدفقات المحافظ الساخنة التي تكشف المفاتيح العامة كثيرًا.

2. وقف زيادة الانكشاف غير الضروري

ينبغي للمحافظ والمنصات أن تجعل إعادة استخدام العناوين أصعب، واستخدام عنوان جديد أسهل. فالعناوين المعاد استخدامها أو المفاتيح العامة المكشوفة بالفعل ستكون من أوضح نقاط التركيز في أي خطة جاهزية كمية مستقبلية.

كما يجب على فرق البنية التحتية دراسة خصوصية بث المعاملات. إذا أصبح نموذج الهجوم مستقبلًا سباقًا بين إنفاق شرعي وإنفاق مزيف، فخفض الرؤية العامة وتقليص نافذة الانكشاف سيصبحان مهمين حتى قبل انتقال كل السلاسل إلى تواقيع ما بعد الكم.

3. تطوير صيغ معاملات مقاومة للكم قبل الأزمة

تحتاج شبكات البلوكشين إلى مقترحات جدية لدعم تواقيع ما بعد الكم، بما في ذلك مسارات التوافق والنشر الآمن. تقول Google في إفصاحها إن هدفها هو مساعدة مجتمع العملات المشفرة على تحسين الأمان والاستقرار قبل أن تصبح الهجمات الكمية ممكنة، بما في ذلك العمل على الانتقال إلى تشفير ما بعد الكم.

لكن معايير NIST ليست ترقية تلقائية لبيتكوين. صحيح أن FIPS 204 وFIPS 205 معياران للتواقيع الرقمية، إلا أن أنظمة البلوكشين يجب أن تقيم أيضًا حجم التوقيع، كلفة التحقق، استهلاك النطاق، أثر الرسوم، سهولة استخدام المحافظ، دعم المحافظ المادية، والثقة التحليلية طويلة الأمد.

4. اختبار الهجرة المرحلية والهجينة

قد يكون الانتقال العملي تدريجيًا، حيث تعمل التواقيع الحالية وآليات ما بعد الكم جنبًا إلى جنب لفترة انتقالية. هذا يقلل خطر الاعتماد الفوري الكامل على نظام جديد، ويمنح المحافظ والعقد والمنصات وأمناء الحفظ والمستخدمين وقتًا لفهم نموذج التشغيل الجديد.

الثمن هو التعقيد والكلفة: التواقيع الأكبر قد تزيد وزن المعاملات، وتجربة المستخدم قد تصبح أصعب، والمستخدمون ذوو الرسوم المنخفضة قد يتأثرون. الأفضل قياس هذه التنازلات في اختبارات وتجارب محدودة بدل اكتشافها أثناء أزمة مباشرة.

5. تحديث الحفظ والمحافظ مبكرًا

ستتركز المخاطر التشغيلية في أنظمة الحفظ. على المنصات، وأمناء الحفظ المؤسسيين، ومزودي الخدمات المرتبطين بالمنتجات المتداولة، ومصدري العملات المستقرة، والجسور، والخزائن الكبيرة، اختبار ما إذا كانت وحدات التوقيع، وأجهزة HSM، والمحافظ المادية، ومحركات السياسات، وسجلات التدقيق، وإجراءات التعافي من الكوارث، قادرة على دعم هجرة مرحلية أو مقاومة للكم.

وبما أن الإرشادات العامة تتعامل مع هجرة تشفير ما بعد الكم كتغيير يستغرق سنوات، يجب اختبار هذه الأنظمة بينما لا يزال الخطر نظريًا بدل الاندفاع بعد ظهور قدرة هجومية موثوقة.

6. حسم قواعد التوافق الاجتماعي مسبقًا

الهجرة التشفيرية ليست مسألة رياضيات فقط؛ إنها مسألة حوكمة. الشبكات اللامركزية تحتاج إلى أعراف واضحة لتحذير المستخدمين، ودعم الهجرة، والتعامل مع المفاتيح المفقودة، وتحديد ما إذا كان ينبغي فعل أي شيء حيال الأموال المرتبطة بمفاتيح مكشوفة منذ زمن ولم تتحرك.

تقول Google إن هدفها من نشر البحث هو مساعدة مجتمع العملات المشفرة على تحسين الأمن والاستقرار قبل أن يصبح التهديد ممكنًا. وأسوأ وقت لمناقشة قواعد الهجرة هو اللحظة التي يقتنع فيها السوق بأن نافذة هجوم كمي حقيقية قد فتحت.

ما الذي يجب مراقبته حتى 2033؟

لا يكفي النظر إلى عدد الكيوبتات الفيزيائية في العناوين الصحفية. الإشارات الأهم هي عدد الكيوبتات المنطقية، معدلات الخطأ، كلفة تصحيح الأخطاء، عمق الدوائر، كلفة بوابات توفولي، وإثبات القدرة على تنفيذ حوسبة كمية متحمّلة للأخطاء على نطاق كبير.

كما أن تبني المعايير مهم. NIST أنهى معاييره الأولى لتشفير ما بعد الكم، وعملية التخطيط للانتقال جارية، وإرشادات NCSC تضع مراحل زمنية للهجرة؛ لذلك لا ينبغي لشبكات الكريبتو افتراض أن بإمكانها تأجيل عمل التوافق والمحافظ إلى أجل غير مسمى.

الخلاصة

بيتكوين ليس محكومًا عليه بالانهيار بحلول 2033، والمصادر المذكورة لا تثبت وجود حاسوب كمي قادر اليوم على كسره. لكن الخطر معقول بما يكفي لكي تبدأ الفرق الجادة الاستعداد من الآن.

العائق ليس العتاد الكمي وحده. العوائق تشمل اختيار المعايير، نشر المحافظ، تحديث الحفظ، دعم المنصات، اقتصاد الرسوم، والتوافق الاجتماعي. الانتظار حتى يقترب حاسوب كمي من مهاجمة secp256k1 سيترك قطاع الكريبتو أمام وقت أقصر مما يلزم لهجرة آمنة.