قد يهدد الاختراق الكمومي لجوجل أمان بيتكوين في وقت أقرب مما هو متوقع

كشفت جوجل أن الحواسيب الكمومية قد تحتاج إلى موارد أقل بمقدار 20 مرة مما كان يُعتقد سابقًا لكسر التشفير RSA—نفس التقنية التي تؤمن محافظ العملات المشفرة. مع شريحة ويلو الكمومية الجديدة التي تم الإعلان عنها في ديسمبر 2024، تدعي جوجل أنها قد تتمكن من كسر تشفير بيتكوين في غضون يومين فقط.

وفقًا لجوجل، يمكن لجهاز الكمبيوتر الكمي وييلو حل بعض المشاكل في خمس دقائق، بينما ستستغرق أجهزة الكمبيوتر العملاقة التقليدية حوالي 10 سبتيليون سنة. لقد أثار هذا الميزة الكمية مخاوف بشأن التهديدات المحتملة لسلامة وأمان بلوكتشين بيتكوين.

الباحثون في جوجل يحذرون من تسارع الجدول الزمني للتهديد الكمي

"يمكن كسر تشفير RSA بطول 2048 بت نظريًا بواسطة حاسوب كمومي يحتوي على 1 مليون كيوبيت مشوش يعمل لمدة أسبوع واحد"، وفقًا لأبحاث جوجل.

تصرح العملاق التكنولوجي أن اختراقها الأخير يقرب الحوسبة الكمومية من أن تصبح واقعًا عمليًا - وتهديدًا موثوقًا لإطار أمان بيتكوين. يؤكد كريغ جيدني، عالم أبحاث الكم في جوجل، أن فهم تكلفة الهجمات الكمومية أمر أساسي للتخطيط للانتقال إلى أنظمة التشفير الآمنة من الكم.

تشير تقديرات جيدني السابقة في عام 2019 إلى أن تحليل أعداد RSA بحجم 2048 بت سيتطلب 20 مليون كيوبت وسيستغرق حوالي ثماني ساعات. أبحاثه المحدثة تقلل بشكل كبير من هذا المتطلب:

"أقدر أن عدد صحيح RSA بحدود 2048 بت يمكن أن يتم تحليله في أقل من أسبوع بواسطة كمبيوتر كمي يحتوي على أقل من مليون كيوبت مشوش. هذا يمثل انخفاضًا بمقدار 20 مرة في عدد الكيوبتات عن تقديرنا السابق."

بينما يؤكد جيندي أن الأصول الرقمية تظل آمنة في الوقت الحالي، يحذر من أن مسار تطوير الحوسبة الكمومية يجب أن يثير قلق حاملي العملات المشفرة.

التحسينات التقنية التي تدفع التسارع الكمي

تُنسب جوجل هذا التسارع إلى الاختراقات في كل من الخوارزميات وتقنيات تصحيح الأخطاء. على الصعيد الخوارزمي، طور الباحثون طرقًا لحساب الأسس المودولية - الأساس الرياضي لأنظمة التشفير - بكفاءة مضاعفة عما كان عليه الأمر من قبل.

شهد تصحيح الأخطاء أيضًا تحسينات كبيرة. لقد ضاعفت الفريق كثافة مساحة الكيوبتات المنطقية من خلال إدخال طبقة تصحيح أخطاء إضافية، مما أدى إلى تعبئة المزيد من العمليات الكمومية المفيدة في نفس المساحة الفيزيائية.

الابتكار الرئيسي الآخر هو ما تسميه جوجل "زراعة الحالة السحرية"—تقنية تعزز من موثوقية مكونات الكم الخاصة المعروفة باسم حالات T. تتيح هذه الطريقة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تنفيذ عمليات معقدة بكفاءة أكبر دون إهدار الموارد، مما يقلل من مساحة العمل المطلوبة للعمليات الكمومية الأساسية.

تستخدم بيتكوين تشفير منحنى بياني (ECC)، الذي يعمل على مبادئ رياضية مشابهة لـ RSA. تشير أبحاث جوجل إلى أنه إذا كانت أجهزة الكمبيوتر الكمومية تستطيع كسر تشفير RSA بشكل أسرع مما تم تقديره سابقًا، فإن الجدول الزمني لضعف أمان بيتكوين قد يتسارع.

مشروع 11 يطلق مبادرة اختبار الأمن الكمي

أقامت مجموعة بحثية في الحوسبة الكمومية تُدعى Project 11 جائزة بِتكوين بقيمة تقارب 85,000 دولار لأي شخص يمكنه كسر حتى نسخة مبسطة من التشفير الخاص ببيتكوين باستخدام التكنولوجيا الكمومية. المشروع يقوم حاليًا باختبار مفاتيح تتراوح من 1 إلى 25 بِت - أصغر بكثير من تشفير بيتكوين البالغ 256 بِت - لتقييم التقدم في قدرات الحوسبة الكمومية.

تشير ملاحظات المشروع 11 إلى أن أمان بيتكوين يعتمد أساسًا على التشفير باستخدام المنحنيات البيانية، والذي يعتقدون أنه سيصبح في النهاية عرضة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تستخدم خوارزمية شور—وهي خوارزمية كمية مصممة خصيصًا لإيجاد العوامل الأولية للأعداد بسرعة أكبر بشكل أساسي من أفضل خوارزمية كلاسيكية معروفة.

الصناعة تستعد لانتقال الأمن بعد الكم

تحذر Google من أن الخصوم قد يكونون بالفعل يجمعون البيانات المشفرة مع خطط لفك تشفيرها لاحقًا عندما تتوفر أجهزة الكمبيوتر الكمومية القوية بما فيه الكفاية—استراتيجية تُعرف باسم "الحصاد الآن، فك التشفير لاحقًا." وتفيد الشركة أنها كانت تقوم بشكل استباقي بتشفير حركة المرور في Chrome وداخل أنظمتها الداخلية، من خلال تنفيذ إصدارات معيارية من ML-KEM (a خوارزمية تشفير ما بعد الكم ) عند توفرها.

أصدر المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) معايير التشفير بعد الكم العام الماضي، موصيًا بالتخلص التدريجي من الأنظمة الضعيفة بعد عام 2030. ومع ذلك، فإن الأبحاث الأخيرة من جوجل تشير إلى أن هذا الجدول الزمني قد يحتاج إلى تسريع.

تستثمر شركات التكنولوجيا الكبرى الأخرى أيضًا بكثافة في تطوير الحوسبة الكمية. لقد تعاونت IBM مع جامعة طوكيو وجامعة شيكاغو لوضع خطط لإنشاء كمبيوتر كمي بسعة 100,000 بت بحلول عام 2030، بينما تهدف Quantinuum إلى تقديم كمبيوتر كمي خالٍ من الأخطاء تمامًا بحلول عام 2029.