المؤسس المشارك لشبكة إيثريوم، فيتاليك بوتيرين، يقول إن أصعب مشكلة في علم التشفير لا تزال دون حل

ما الذي يفعله التعتيم فعليًا

معظم العاملين في مجال العملات المشفرة على دراية بالتشفير، الذي يخفي البيانات أثناء نقلها، وإثباتات المعرفة الصفرية، التي تتحقق من صحة البيانات دون الكشف عنها. أما التعتيم فيقوم بشيء مختلف: فهو يخفي الكود نفسه.

فكر في الأمر بهذه الطريقة. التشفير يحبس رسالة داخل مظروف. أما التعتيم فيقوم بتشويش الآلة التي تكتب الرسالة بحيث لا يستطيع أحد، ولا حتى من يشاهدها وهي تعمل، معرفة كيفية عملها.

يُطلق على الإصدار المحدد الذي وصفه فيتاليك بوتيرين في أحدث منشور له على المدونة اسم «التعتيم غير القابل للتمييز» (indistinguishability obfuscation)، أو iO. بعبارات بسيطة، يعني iO أنه إذا كان هناك برنامجان يقومان بنفس الشيء ولكنهما يستخدمان منطقًا داخليًّا مختلفًا، فلن تتمكن من التمييز بينهما بمجرد تعتيمهما. يعمل البرنامج، وينتج مخرجات حقيقية، ولا يكشف عن أي شيء بشأن كيفية وصوله إلى تلك النتيجة.

لماذا تحتاج تقنية البلوكشين إلى هذا

في التحليل، ربط بوتيرين تقنية iO مباشرةً بحالة استخدام البلوكشين. لا يمكن للبرامج المشوشة منع نسخها، مما يعني أنها لا تستطيع الاحتفاظ بحالة مثل الرصيد أو سجل المعاملات. وهذا بالضبط ما تفعله البلوكشين.

وكتب بوتيرين: «اجمع بين الاثنين، وستكون النتيجة شيئًا قريبًا من "طرف ثالث موثوق به دون الحاجة إلى الثقة". نظام يفرض القواعد، ويعالج المدخلات، وينتج مخرجات نزيهة دون الحاجة إلى أن يثق أي شخص في الأشخاص الذين قاموا ببنائه».

مثال ملموس واحد: نظام تصويت آمن وخاص ومقاوم للتلاعب، بدون لجنة متعددة التوقيعات، وبدون إعداد موثوق به تديره مجموعة صغيرة، وبدون افتراض أن بعض المشاركين على الأقل سيبقون نزيهين.

التقدم المحرز حتى الآن

أمضى الباحثون ما يقارب 20 عامًا في محاولة بناء نسخة آمنة بشكل قابل للإثبات من iO. وقد فشلت المحاولات المبكرة مرارًا وتكرارًا. وأشار بوتيرين إلى نتيجة رئيسية من عام 2001 تُظهر أن النسخة المثالية من التعتيم مستحيلة رياضيًا. ثم تحول الباحثون إلى iO باعتباره الهدف الأفضل التالي.

في السنوات الأخيرة، حقق هذا المجال إنجازًا هامًا. أصبح لدى خبراء التشفير الآن بنى تحقق iO في ظل ما أسماه بوتيرين «افتراضات أمنية معقولة». وهذا تقدم حقيقي.

المشكلة: أوقات تشغيل أطول من عمر الكون

المشكلة تكمن في وقت التشغيل. مخططات iO الحالية هي من الناحية الفنية من الدرجة المتعددة الحدود، مما يعني أنها تتناسب مع حجم المدخلات بدلاً من أن تتضخم أسيّاً. لكن بوتيرين وصف العبء الفعلي بأنه «مجرّي».

تعمل هذه المخططات عن طريق تكديس عدة طبقات من أدوات التشفير المتقدمة داخل بعضها البعض. كل طبقة تغلف الطبقة التي تحتها. والنتيجة هي نظام قد تتطلب فيه معالجة مدخل واحد عوامل إضافية تُقدَّر بأكثر من 10 أس 10، مع متطلبات أمنية تجعل أحجام النصوص المشفرة أكبر بآلاف المرات من البنى القياسية.

تقدير بوتيرين: تتجاوز أوقات التشغيل المتوقعة في المخططات الحالية عمر الكون.

3 طرق للمضي قدمًا

حدد بوتيرين ثلاثة مسارات يسعى الباحثون إلى اتباعها:

• تحسين البنية الحالية باستخدام هندسة أكثر ذكاءً ومساعدة الذكاء الاصطناعي لتقليص كل عنق زجاجة بمقدار عدة أوامر من حيث الحجم، على غرار الطريقة التي تحسّن بها أداء SNARK بشكل كبير بعد عام 2010.
• بناء iO باستخدام افتراضات تشفيرية أكثر جرأة ولكن أبسط، مع التضحية ببعض الدقة النظرية مقابل السرعة العملية.
• اكتشاف نهج جديد تمامًا للتعتيم، ربما خارج نطاق الرياضيات القائمة على الشبكات التي تشكل أساس معظم الأعمال الحالية.

ماذا يعني ذلك بالنسبة للعملات المشفرة

حدد بوتيرين الرهانات بوضوح. إذا نجح أي من هذه المسارات، فستكون النتيجة نسخة من التشفير حيث يمكن بناء أي بروتوكول يمكن وصفه بوجود طرف ثالث موثوق به دون الحاجة إلى هذا الطرف. ويشمل ذلك العقود الذكية الخاصة، وأنظمة بيانات الاعتماد المجهولة، والحسابات المشفرة على البيانات الحساسة، وأنظمة الحوكمة التي لا يمكن التلاعب بها من قبل المطلعين.

"إذا نجحنا في أي من المسارين، فستكون المكافأة كبيرة: فهناك معنى حقيقي لقولنا إننا سنكون قد «حللنا مشكلة التشفير»: أي بروتوكول يمكن وصفه باستخدام طرف ثالث موثوق به مثالي، شريطة السماح للخصم بإعادة الزمن إلى الوراء، سيكون قابلاً للتنفيذ بأمان. لكن الوصول إلى ذلك لا يزال يمثل تحديًا هائلاً"، خلص بوتيرين.

التكنولوجيا ليست جاهزة بعد. لكن خارطة الطريق، كما كتب بوتيرين، أوضح مما كانت عليه في أي وقت مضى.