الحوسبة الكمية التقدمات الجديدة وتأثيرها المحتمل على البلوكتشين

أطلقت شركة جوجل مؤخرًا شريحة الحوسبة الكمية الجديدة Willow، وهذه التقنية المبتكرة هي إنجاز كبير آخر بعد تحقيق "الهيمنة الكمية" لأول مرة في عام 2019. تحتوي Willow على 105 كيوبت، وقد حققت أفضل أداء في فئتها في اختباري تصحيح الأخطاء الكمية وعينة الدوائر العشوائية.

في اختبار معيار عينة الدوائر العشوائية، أكمل شريحة Willow مهمة حسابية تتطلب 10^25 عامًا لإكمالها بواسطة أسرع حاسوب خارق اليوم في غضون 5 دقائق، وهو رقم يتجاوز حتى عمر الكون المعروف. يمكن لـ Willow تحقيق انخفاض أسي في معدل الأخطاء، وتقليله إلى ما دون عتبة معينة، وهو شرط مهم لتحقيق الحوسبة الكمية.

إن هذا التقدم التكنولوجي لا يعزز فقط من تطوير الحوسبة الكمية، بل له تأثير عميق على العديد من الصناعات، خاصة في مجال البلوكتشين والعملات المشفرة. على سبيل المثال، يتم استخدام خوارزمية توقيع رقمي منحنية الشكل (ECDSA) ودالة التجزئة SHA-256 على نطاق واسع في معاملات العملات المشفرة مثل البيتكوين. أظهرت الأبحاث أن الخوارزميات الكمية يمكن أن تكسر هذه الأسس التشفيرية، على الرغم من أن العدد المطلوب من الكيوبتات لا يزال كبيرًا.

في معاملات البيتكوين، هناك فئتان من عناوين المحافظ: فئة تستخدم مباشرة مفتاح ECDSA العام للمستلم، وأخرى تستخدم قيمة هاش المفتاح العام. نظرًا لأن جميع معاملات البيتكوين علنية، فهذا يعني أن المهاجمين قد يتمكنون من الحصول على معلومات المفتاح العام للمستخدم. بمجرد امتلاكهم حاسوب كمومي قوي بما فيه الكفاية، قد يتمكن المهاجمون من استنتاج المفتاح الخاص في فترة زمنية قصيرة، وبالتالي السيطرة على البيتكوين المقابل.

على الرغم من أن الحواسيب الكمية الحالية لا تشكل تهديدًا مباشرًا لخوارزميات التشفير المستخدمة في الواقع، إلا أن التقدم السريع في هذه التقنية قد طرح تحديات جديدة على نظام أمان العملات المشفرة. كيف يمكن حماية أمان العملات المشفرة تحت تأثير الحوسبة الكمية، سيكون محور اهتمام مشترك بين عالم التكنولوجيا والمالية.

لمواجهة هذا التحدي، ظهرت تقنية التشفير بعد الكوانتوم (PQC). PQC هي نوع من خوارزميات التشفير الجديدة التي يمكنها مقاومة هجمات الحوسبة الكمية. إن نقل البلوكتشين إلى مستوى مقاوم للكوانتوم ليس فقط استكشافًا للتكنولوجيا المتقدمة، بل لضمان الأمان المستدام للبلوكتشين في المستقبل.

بعض المؤسسات البحثية قد حققت تقدمًا في هذا المجال، حيث أكملت بناء القدرة على التشفير بعد الكوانتي للبلوكتشين بشكل كامل، وطورت مكتبة تشفير تدعم عدة خوارزميات تشفير بعد الكوانتي وفقًا لمعايير NIST. في الوقت نفسه، وبالنسبة لمشكلة تضخم تخزين التوقيع بعد الكوانتي، من خلال تحسين عملية الإجماع وتقليل تأخير قراءة الذاكرة، يمكن أن تصل أداء البلوكتشين المقاوم للكم إلى حوالي 50% من أداء السلسلة الأصلية.

علاوة على ذلك، حققت الأبحاث تقدماً في مجال الانتقال إلى خوارزميات التشفير المتقدمة بعد الحوسبة الكمية. قام الباحثون بتطوير بروتوكول لإدارة المفاتيح الموزعة يستهدف خوارزمية Dilithium لمعايير التوقيع بعد الحوسبة الكمية الخاصة بـ NIST، وهو أول بروتوكول توقيع موزع فعال بعد الحوسبة الكمية في الصناعة، حيث حقق تحسينات ملحوظة في الأداء مقارنة بالحلول الحالية.

مع التقدم المستمر في تقنية الحوسبة الكمية، تحتاج صناعة البلوكتشين والعملات المشفرة إلى الاستعداد مسبقًا، وتطوير ونشر تقنيات مقاومة للحوسبة الكمية لضمان الأمان والموثوقية في المستقبل. هذا لا يتعلق فقط بأمان الأصول الشخصية، بل يتعلق أيضًا باستقرار النظام البيئي للاقتصاد الرقمي بأسره.