الحوسبة الكمية الجديدة وتأثيرها على البلوكتشين

أطلقت جوجل مؤخرًا شريحة الحوسبة الكمية من الجيل الجديد Willow، وهي خطوة كبيرة أخرى بعد إطلاق شريحة Sycamore في عام 2019 والتي حققت "هيمنة كمية". تحتوي شريحة Willow على 105 بتات كمية، وقد حققت أفضل أداء في فئتها في اختبارين مرجعيين: تصحيح الأخطاء الكمية وعينة الدوائر العشوائية.

في اختبار أخذ عينات الدوائر العشوائية، أكمل شريحة Willow المهمة الحسابية التي تحتاجها أسرع حاسوب فائق في العالم خلال 10^25 سنة في 5 دقائق فقط. أثار هذا الإنجاز اهتماماً واسعاً في مجال التكنولوجيا. تتمكن شريحة Willow من تحقيق انخفاض كبير في معدل الخطأ، مما يجعله أقل من عتبة حاسمة معينة، مما يمهد الطريق لتحقيق حواسيب كمية عملية على نطاق واسع.

لقد كان لهذا التقدم التكنولوجي تأثير عميق على العديد من الصناعات، وخاصة في مجال البلوكتشين والعملات المشفرة. على الرغم من أن 105 كيوبت من شريحة Willow لا تزال غير كافية لكسر خوارزميات التشفير المستخدمة في العملات المشفرة مثل البيتكوين، إلا أنها تلمح إلى أن تطوير الحوسبة الكمية يتسارع.

تستخدم العملات المشفرة مثل البيتكوين على نطاق واسع خوارزمية توقيع رقمية من النوع المنحني البيضاوي (ECDSA) ودالة تجزئة SHA-256 لضمان أمان المعاملات. نظريًا، يمكن للخوارزميات الكمية كسر هذه الخوارزميات، لا سيما ECDSA. بمجرد ظهور حواسيب كمية على نطاق واسع، قد تتمكن من كسر مفاتيح ECDSA الخاصة في وقت قصير، مما يهدد أمان العملات المشفرة.

لمواجهة هذه التهديدات المحتملة، أصبح من الضروري بشكل متزايد تطوير تقنيات بلوكتشين مضادة للحوسبة الكمية. تشفير ما بعد الكم (PQC) هو نوع جديد من خوارزميات التشفير القادرة على مقاومة هجمات الحوسبة الكمية. بدأت بعض المؤسسات في دراسة كيفية نقل البلوكتشين إلى مستوى مقاوم للكم لضمان أمان البلوكتشين على المدى الطويل في المستقبل.

على سبيل المثال، أكمل أحد المؤسسات بناء قدرة التشفير بعد الكوانتوم للبلوكتشين بالكامل، وطور مكتبة تشفير تدعم العديد من خوارزميات التشفير بعد الكوانتوم المعتمدة من NIST. في الوقت نفسه، وبالنظر إلى مشكلة تضخم تخزين التوقيع بعد الكوانتوم، تم تحسين أداء البلوكتشين المقاوم للكوانتوم من خلال تحسين عملية الإجماع وغيرها من الأساليب.

بالإضافة إلى ذلك، هناك تقدم في الهجرة بعد الكم لخوارزميات التشفير الغنية بالوظائف. طورت فرق البحث بروتوكول إدارة المفاتيح الموزعة لخوارزمية توقيع ما بعد الكم Dilithium القياسية من NIST، وهو أول بروتوكول توقيع موزع فعال بعد الكم في الصناعة.

مع التطور السريع لتكنولوجيا الحوسبة الكمية، أصبح كيفية حماية أمان البلوكتشين والعملات الرقمية في عصر الكم محور اهتمام مشترك بين عالم التكنولوجيا والمالية. سيكون تطوير وتحسين تكنولوجيا البلوكتشين المقاومة للكم اتجاه بحث مهم في الفترة المقبلة.