هل يمكن للحوسبة الكمومية أن تقتل بلوكتشين؟

نحن محظوظون لأننا على قيد الحياة اليوم. نحن في خضم ثورة تكنولوجية هائلة ، حيث يتسلل اختراعنا واكتشافنا ، مدفوعين بالبحث العلمي ذي العقلية الاجتماعية ، إلى كل جانب من جوانب حياتنا. Blockchain هي واحدة فقط من هذه التقنيات ؛ تحرز أخرى مثل الحوسبة الكمومية والطاقة النظيفة تقدمًا متساويًا في السعي وراء عالم أفضل.

غالبًا ما يكون للاكتشافات العلمية طريقة اختبار بعضها البعض, في نوع من البقاء التكنولوجي للأصلح. على سبيل المثال ، عندما تفرض لوائح الطاقة النظيفة الحد من الصناعات التقليدية المنتجة للطاقة ، يجب على blockchain تصميم حلول لتقليل استهلاك الطاقة مع الاستمرار في إنشاء كتل جديدة في السلسلة. مع إطالة blockchain ، تتطلب موارد الكهرباء والحوسبة زيادة أضعافا مضاعفة.

تهديد الحوسبة الكمومية لـ Blockchain

تمنحنا الحوسبة الكمومية قوة حسابية غير عادية ، مما يجعل اللحم المفروم بعيدًا عن المشاكل التي تكافح أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لحلها. لا يمكن التغلب على أكثر المشكلات إلحاحًا في العالم ، مثل مشكلة تغير المناخ ، إلا باستخدام أجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر الكمومية. ومع ذلك ، كما هو الحال مع جميع التقنيات الجديدة ، لديها القدرة على جعل ميزات التقنيات الأخرى قديمة. يجب أن تتغير هذه التقنيات للبقاء على قيد الحياة وتزدهر ، أو تُترك في ساحة الخردة للتقنيات الرائعة التي حققت نجاحًا واحدًا.

مع blockchain ، هذا المفترس هو الحوسبة الكمومية. يأتي أمان Blockchain من معايير التشفير المحسّنة ، لكن قوة الحوسبة الكمية تترك الخبراء قلقين من أن التشفير المستخدم بواسطة blockchain سيتم التغلب عليه بسهولة شديدة عن طريق الحوسبة الكمومية.

في الآونة الأخيرة ، باحثون من جامعة جنوب ويلز شيدت معمارية جديدة, على غرار تلك المستخدمة في معالجات اليوم ، لأداء الحسابات الكمومية. هذا له آثار كبيرة على الشخص العادي. هذا يعني أن نفس التقنية المستخدمة لتشغيل الأجهزة التي تستخدمها اليوم يمكن استخدامها لإجراء حسابات الحوسبة الكمية.

الحوسبة الكمية ، حتى الحوسبة الكمومية للجيب ، أمر لا مفر منه. ومع ذلك ، فقد كان يُنظر إليه دائمًا على أنه حلم بعيد المنال – 10 إلى 15 عامًا في المستقبل كان رأي الصناعة حول وصول الحوسبة الكمومية التجارية. هذا الاكتشاف من قبل باحثي جامعة نيو ساوث ويلز يشكك في هذا التنبؤ. يمكن أن يصل الآن بشكل أسرع وقد لا يبشر ذلك بالخير بالنسبة للتشفير و blockchain ككل.

من الممكن تقنيًا لجهاز كمبيوتر كلاسيكي اختراق التشفير غير المتماثل الذي تحبه العملات المعدنية بيتكوين الاستخدام ، باستخدام القوة الغاشمة (التي تمر عبر جميع الحلول الممكنة) ؛ سيستغرق الأمر وقتًا طويلاً جدًا. تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية بسرعة أكبر بعدة مرات من أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، ومن السهل عليها التغلب على التشفير غير المتماثل.

هذا يضع العملة المشفرة و blockchain في مكان ضيق. يمكن إجبار Cryptocurrency و blockchain على التطور ، على التحور لامتلاك خصائص جديدة ، أو قد يكون الأمان والخصوصية المحبوبان كثيرًا اللذان يشيد بهما المتحمسون شيئًا من الماضي.

ومع ذلك، لم نفقد كل شيء. يتطلع مطورو العملات إلى المستقبل على المدى الطويل ، ربما لأن العملة المشفرة نفسها في مرحلة الطفولة فقط. هناك طريق طويل لنقطعه من قبل تنضج العملة المشفرة في جميع أنحاء العالم. يحرص المطورون على التخطيط لأي عقبات قد تحدث وهذا يشمل الحوسبة الكمومية.

ولكن قبل أن نتحدث عن الحلول الممكنة التي يمكن أن تستخدمها blockchain للدفاع ضد الحوسبة الكمومية ، دعونا نلقي نظرة على ماهية الحوسبة الكمومية. مثل سلاسل الكتل والعملات المشفرة ، من المفيد معرفة القليل عن التكنولوجيا التي سيكون لها تأثير غير مسبوق على حياتنا.

جعل الكون يعمل من أجلنا

الحوسبة الكمومية هي نهاية لعبة أبحاث الحوسبة. تم تجاوزه في الرهبة والتكهنات من قبل مجال بحث واحد آخر فقط – الذكاء الاصطناعي. لسنوات عديدة ، كانت المنظمات مثل وكالة ناسا وعمالقة الصناعة مثل Google تضخ مواردها في تحسين هذا المجال المجنون من الفيزياء للاستخدام اليومي.

في الوقت الحالي ، يقتصر الأمر على مختبرات الأبحاث عالية التقنية وعدد قليل من المؤسسات المختارة ، ولكن في مرحلة ما ، كان الكمبيوتر التقليدي الذي تستخدمه اليوم كذلك. الهاتف الذكي بين يديك أقوى بعدة مرات من مركبة الفضاء فوييجر التي تطفو الآن في الفضاء بين النجوم وأجهزة الكمبيوتر التي تحاكي الحرب النووية خلال الحرب الباردة. إنها مسألة وقت فقط قبل أن تصبح الحوسبة الكمومية في متناول الشخص العادي.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر اليوم وحدات البت. هذه هي القيم التي يمكن أن تكون إما 0 أو 1. في حد ذاتها ، لا تصل إلى حد كبير ، ولكن عندما تجمع قيم “نعم” أو “لا” هذه مع قيم “نعم” أو “لا” بشكل متكرر ، يمكنك الحصول على الحصول على إجابات لأسئلة معقدة حقًا (في الواقع ، تحتاج فقط إلى 6 بتات لمعرفة ماهية الحرف – على الرغم من أنه عمليًا ، يستغرق 8 بت)..

عرض معقد CGI؟ الشيك. العاب الكترونية؟ الشيك. ممكن محاكاة واقعية فائقة للعالم؟ الشيك. كل هذا يمكن القيام به بتات فقط.

تأخذ الحوسبة الكمية هذه الفكرة إلى مستوى جديد تمامًا. بشكل لا يصدق ، إنه يسخر نسيج الكون نفسه للقيام بذلك. أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تعمل اليوم تتلاعب بالكون والأكوان الموازية لإجراء الحسابات.

تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية على وحدات كيوبت ، والتي يمكن أن توجد في حالة 0 و 1 في وقت واحد. لن ندخل في التفاصيل ، ولكن مع كل كيوبت إضافي ، تزداد قوة الحوسبة للكمبيوتر بشكل كبير. يسمح هذا للكمبيوتر الكمومي بإجراء حسابات معقدة بسرعة تفوق بكثير أجهزة الكمبيوتر الحالية ، مما يقلل من الوقت لحل النماذج الرياضية المعقدة وعمليات المحاكاة وأمان التشفير.

كيف يعمل التشفير اليوم

تقنية التشفير الأكثر شيوعًا المستخدمة اليوم هي تشفير المفتاح العام. يستخدم هذا زوجًا من المفاتيح العامة والخاصة لتشفير وفك تشفير الرسائل (أو بيانات المعاملة ، في حالة blockchain) للتأكد من أن المستخدمين الذين تم التحقق منهم فقط يمكنهم الوصول إلى المعلومات.

المصدر: Commons.wikimedia.org

باختصار ، يتم استخدام مفتاحك العام للوصول إلى الرسالة المشفرة ويتم استخدام مفتاحك الخاص لفك تشفير الرسالة. تعتمد قوة المفتاح الخاص على أساليب الأمان وسرية المفتاح الخاص. يستخدم Blockchain التوقيعات الرقمية لحماية إضافية.

تم استخدام هذا النوع من التشفير لسنوات عديدة ، وهو دليل على كفاءته أنه صمد أمام عقود من محاولات كسره..

من الناحية النظرية ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تحل بسهولة الطرق الأمنية للتشفير غير المتماثل. يجب أن يكون الكمبيوتر الكمومي كبيرًا بما يكفي ، وتقوم الصناعة بإحداث قفزات كبيرة فيما يتعلق بهذا الأمر.

تشير التقديرات إلى أن الأمر سيستغرق 4000 كيوبت لكسر أقوى معايير التشفير اليوم. في نوفمبر 2017, أعلنت شركة IBM أنها قامت للتو بتصنيع جهاز كمبيوتر كمي بسعة 50 كيلوبت. قد يبدو أنه بعيد جدًا عن 4000 ، ولكن تذكر أن التكنولوجيا لا تنمو بطريقة خطية. الوقت بين المعالم يقصر بسرعة مع تقدم الوقت. لقد مرت 50 عامًا قبل أن تتحول أجهزة الكمبيوتر من أدوات عسكرية عملاقة إلى أدوات منزلية. لقد مرت 35 سنة غريبة فقط منذ ذلك الحين ونحن بالفعل في طريقنا إلى عصر الحوسبة التالي.

للتلخيص ، معايير التشفير الحالية في blockchain تعمل في الوقت الحالي ، لكن الحوسبة الكمومية هي في ذيلها. ماذا يعني ذلك بالنسبة إلى blockchain والعملات المشفرة?

هل يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تقتل بلوكتشين?

إذا استمرت أبحاث الحوسبة الكمومية بوتيرتها الحالية ، فلن تواجه مشكلة في كسر التشفير المستخدم بواسطة blockchain. سيصبح النظام الاقتصادي للعملات المشفرة عديم الفائدة لأنه سيكون من الممكن للمتسللين سرقة عملاتك المعدنية وارتكاب الاحتيال والتحكم في blockchain. إذا تمكن شخص ما من سرقة عملات البيتكوين الخاصة بك بسهولة ، فلن يكون ذلك جيدًا لسمعة Bitcoin.

ربما سمعت عن مصطلح “51٪ هجوم“. يحدث هذا عندما يتحكم المعدنون في أكثر من 50٪ من الشبكة ، مما يسمح لهم بمضاعفة الإنفاق. من منظور الشخص العادي ، هذا يعني أنه يمكنهم إنفاق الأموال مرتين عن طريق حذف المعاملات من blockchain.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تمنح المعدنين الخبيثين القوة التي يحتاجونها لكسر عتبة الـ 50٪ هذا القلق الأمني ​​الخاص ليس مصدر قلق فوري. الإسقاط هو أنه سوف تمر 10 سنوات على الأقل قبل أن تتمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية من القيام بذلك. ومع ذلك ، مع الهندسة المعمارية التي تم الكشف عنها مؤخرًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية ، قد يتم تقصير هذا الجدول الزمني.

هناك قلق أكبر بكثير ، كما ذكرنا ، وهو السهولة التي يمكن بها للحوسبة الكمومية كسر تشفير المفتاح العام. من المتوقع أن تصل الحوسبة الكمومية هذا المستوى من القوة بحلول عام 2027. بعبارة أخرى ، إذا لم تطور معايير التشفير الحالية وأمن blockchain تقنيات أمان جديدة أو معايير تشفير جديدة ، فسيكون ذلك عديم الفائدة عمليًا.

والخبر السار هو أن مطوري التفكير طويل المدى للعملات المشفرة يستعدون في الواقع لهذا الاحتمال ولديهم بعض الحيل في جعبتهم.

استخدام الإجراءات الوقائية

تستخدم العملات المشفرة مجموعة متنوعة من الأدوات لمكافحة التهديد الذي يقترب بسرعة من أجهزة الكمبيوتر الكمومية. إنه تطور تقني يتشكل ليكون عرضًا رائعًا.

أحد هذه التطورات هو نسخة مطورة من Bitcoin تسمى q بيتكوين. من المتصور استخدام بروتوكولات التشفير الكمي ، مثل نظام توزيع المفتاح الكمي BB84 ، لنقل هذه الكيوبيتكوينز بين المستخدمين.

هناك مفارقة هنا: نفس التكنولوجيا التي تستخدمها الحوسبة الكمومية لتهديد أمن blockchain ، qubit ، تستخدم لحماية blockchain. لسوء الحظ ، هناك عقبات في هذه الطريقة. سيكون من الضروري تركيب شبكة توزيع كمي لنقل هذه الكيوبتات ، وهو أمر غير ممكن من الناحية المالية على نطاق واسع بسبب التكلفة العالية للبناء. مع مرور الوقت ، قد يصبح أرخص.

طريقة أخرى مقترحة هي دفتر الأستاذ المقاوم للكم, طورت بواسطة دكتور بيتر ووترلاند. تم تصميم هذه التقنية الجديدة مع وضع تشفير ما بعد الكم في الاعتبار. يهدف إلى مكافحة تهديد الحوسبة الكمومية من خلال تنفيذ التوقيعات الرقمية الجديدة في المعاملات ، مما يجعل دفتر الأستاذ مقاومًا للحساب الكمي.

باستخدام خوارزمية إثبات الحصة ، ثبت أن هذه الطريقة لها وظائف عشوائية زائفة تعتمد على التجزئة والتي تحصن ضد التحليل الكمي. على عكس qBitcoins ، فإنه لا يحتاج إلى بنية تحتية باهظة الثمن للعمل. يمكن تشغيله على الأجهزة منخفضة الطاقة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة و Raspberry Pis.

تخطط QRL أيضًا لإدخال طبقة رسائل آمنة كمومية. من خلال تقنية تسمى التشفير المستند إلى الشبكة ، سيتم توقيع المعاملات بمفتاح عام خاص يمكن استخدامه من قبل المستخدمين للاتصال عبر وسيط اتصالات آمن يمكن إرسال الرسائل عبره. تتضمن الخطط الإضافية ربط معرفات blockchain بهذه العناوين الآمنة الكمية ، والتي تسمى معاملات XMSS.

هناك أيضًا عملات مشفرة حالية تخطط لتشفير ما بعد الكم. ذرة, واحدة من أكبر العملات المعدنية في السوق ، تستخدم Winternitz OTS أو Lamport Signatures لتأمين تواقيعها من التحليل الكمي. المشكلة الوحيدة في ذلك هي أنه لا يمكن استخدام كل عنوان إلا مرة واحدة.

يعمل بروتوكول Tangle الخاص بـ IOTA ، على عكس الحدس ، في الواقع على تسريع الشبكة مع وصول المزيد من المستخدمين. الرسم البياني المباشر من IOTA ، والذي يختلف عن blockchain ، هو تطور جديد جدير بالملاحظة في تكنولوجيا العملات المشفرة. على هذه الشبكة ، يجب على مرسل المعاملة التحقق من معاملتين أخريين. هذا هو بروتوكول جديد رائع و تستحق القراءة.

ما هو تشخيص أمان Blockchain?

ليس مقلقا جدا ، لحسن الحظ.

نعم ، يمكن أن تؤدي الحوسبة الكمومية إلى كارثة محتملة للعملات المشفرة ، لكن الصناعة تستخدم السلاح بالفعل ضد هذا التهديد. لا يزال الوقت مبكرًا جدًا في عمر كلتا التقنيتين وقد تساعدهما كليهما بشكل عام إذا تنافسا جنبًا إلى جنب. يجبر الوصول الوشيك لأجهزة الكمبيوتر الكمومية خبراء التشفير والعملات المشفرة على الاستعداد لها ، مما يؤدي فقط إلى تحسين ميزاتها وفرص بقائها..

الجواب إذن هو أنه لا داعي للذعر. قد يحدث أن تفوز الحوسبة الكمومية ، لكن الجهود الاستباقية لخبراء التشفير والعملات المشفرة تبدو واعدة. في رأيي الشخصي ، لا يبدو أن الحوسبة الكمومية ستدمر السوق. إن القيمة الكامنة في Blockchain في العديد من الصناعات هي نعمة يجب أن تؤخذ بكلتا اليدين. من الصعب تخيل أي شخص يريد التخلي عن ذلك. يبدو من المرجح أن بعض وسائل الدفاع ضد الحوسبة الكمومية سيتم اكتشافها أو اختراعها قبل فترة طويلة.

إذا كان لديك أفكارك الخاصة حول الحوسبة الكمية أو أمان blockchain أو العملات المعدنية التي تعالج مشكلة تشفير ما بعد الكم ، فيرجى إخبارنا في التعليقات أدناه.