باحثون: 30 ألف كيوبت قد تفك تشفير مفاتيح البيتكوين خلال ساعة

تهديد «يوم Q» للبيتكوين يقترب

أعلنت الشركة التي تتخذ من باريس وبوسطن مقراً لها يوم الخميس أن باحثيها يقدرون أن حاسوباً كمياً مقاوماً للأعطال ومجهزاً بحوالي 29,588 كيوبت مادي يمكنه حل مشكلة تشفير المنحنى الإهليلجي ذات 256 بت في غضون 61.8 دقيقة فقط. وتشكل هذه المشكلة الرياضية الأساس للتوقيعات الرقمية المستخدمة لتصديق معاملات البيتكوين.

وتشير النتائج، التي تم تفصيلها في ورقة بحثية جديدة، أيضًا إلى أن 22,593 كيوبت مادي يمكنها كسر تشفير RSA-2048 في حوالي 3.14 يومًا، وهو انخفاض كبير مقارنة بالتقديرات السابقة. في عام 2019، توقع الباحثون أن تحليل RSA-2048 سيتطلب ما يقارب 20 مليون كيوبت مادي، في حين أن التقدير المعدل الصادر عن Google Quantum AI العام الماضي خفض هذا الرقم إلى أقل من مليون.

تقول شركة «أليس آند بوب» إن حساباتها الأخيرة تمثل معيارًا جديدًا لتقليل مزيج متطلبات الأجهزة الكمومية ووقت المعالجة إلى أدنى حد ممكن.

يعتمد البحث على تقنية فائقة التوصيل متخصصة تُعرف باسم «الكيوبتات القططية»، وهي مصممة لتقليل أخطاء كمومية معينة على مستوى الأجهزة. وقد جمع الباحثون بين هذا النهج ورموز تصحيح الأخطاء الأكثر كفاءة، بالإضافة إلى تحسينات على العمليات الحسابية التي تتطلبها خوارزمية شور، وهي طريقة الحوسبة الكمومية القادرة على التغلب على تشفير المفتاح العام المستخدم على نطاق واسع.

وأكدت الشركة أن نتائجها هي تقديرات نظرية للموارد وليست دليلاً على أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية قادرة على فك تشفير مفاتيح البيتكوين. ولا يزال بناء أجهزة قادرة على إجراء هذه الحسابات بشكل موثوق يمثل تحديًا هندسيًا كبيرًا.

بالنسبة للبيتكوين، تتركز الآثار المترتبة على نظام التوقيع الرقمي ذي المنحنى الإهليلجي، الذي يسمح للمستخدمين بإثبات ملكيتهم للأموال. ويمكن لجهاز كمبيوتر كمومي قوي بما يكفي أن يحسب المفاتيح الخاصة من المفاتيح العامة المكشوفة، مما يمكّن المهاجمين من إنشاء توقيعات غير مصرح بها وسرقة العملة المشفرة.

ومع ذلك، فإن الهجوم المقدر بساعة واحدة الذي أشار إليه «أليس وبوب» سيظل يتجاوز متوسط الفاصل الزمني بين الكتل في شبكة البيتكوين، والذي يبلغ حوالي 10 دقائق، مما يحد من الجدوى العملية الفورية لمهاجمة المعاملات العادية أثناء انتظارها للتأكيد. ومع ذلك، قد تواجه العملات المرتبطة بمفاتيح عامة مكشوفة بالفعل تهديدًا أكثر خطورة، لأن المهاجمين لن يحتاجوا بالضرورة إلى إكمال الحساب قبل الكتلة التالية.

الوتيرة تتسارع

يأتي هذا الإعلان في أعقاب سلسلة من التطورات الأخيرة التي تشير إلى أن الحواجز التقنية التي تعترض الهجمات الكمومية تتضاءل تدريجيًا.

كما أفادت Bitcoin.com News في وقت سابق من هذا الشهر، عرضت Google Quantum AI تقنية لتقليل الأخطاء تُسمى «زراعة الحالة السحرية» (magic state cultivation)، مما أدى إلى تحسين موثوقية الحالات الكمومية المتخصصة المطلوبة للحسابات المعقدة بمقدار 40 ضعفًا. وأشار بحث منفصل أجرته Google ونُشر في مارس إلى أن آلة كمومية متطورة يمكنها نظريًّا اختراق توقيعات منحنى بيتكوين الإهليلجي باستخدام أقل من 500,000 كيوبت فيزيائي، حيث يمكن لإحدى التكوينات المقترحة إتمام الهجوم في حوالي تسع دقائق.

وفي الوقت نفسه، أعلنت شركة الحوسبة الكمومية «كوانتينوم» (Quantinuum) في 19 أكتوبر أن نظامها «هيليوس» (Helios) قد وصل إلى دقة منطقية بنسبة 99.9995%، وهو ما يعادل حوالي خمسة أخطاء لكل مليون عملية. ووصفت الشركة هذا الإنجاز بأنه يدعم طموحاتها في تقديم حاسوب كمومي مقاوم للأعطال وذو فائدة تجارية بحلول عام 2029.

تمثل حسابات «Alice & Bob» نوعًا مختلفًا من التقدم، حيث توضح كيف يمكن أن تؤدي الخيارات المعمارية والتحسينات في الخوارزميات إلى تقليل المعدات اللازمة لمهاجمة أنظمة التشفير الحالية بشكل كبير.

وقال ثيو بيرونين، الرئيس التنفيذي لشركة «أليس آند بوب»، في بيان: «تتراجع تقديرات الموارد اللازمة لتشغيل الخوارزمية بشكل مطرد مع تطوير هذا المجال لأساليب أفضل لتصحيح الأخطاء وتصميم الخوارزميات».

تتوقع الشركة أن يتزامن تحسن الأجهزة الكمومية وانخفاض المتطلبات الحسابية في أوائل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، على الرغم من أن ذلك يظل توقعًا وليس جدولًا زمنيًا محددًا.

تضيف هذه النتائج ضغطًا على مطوري البيتكوين للتحقيق في أنظمة التوقيع المقاومة للكمومية قبل أن تصبح هذه الآلات متاحة. وأشارت التقديرات السابقة إلى أن ما يقارب 6.9 مليون بيتكوين قد تكون معرضة للخطر لأن المفاتيح العامة المقابلة لها قد تم الكشف عنها بالفعل.

ومن شأن استبدال تقنية التوقيع الحالية في البيتكوين أن يؤدي إلى تعقيدات كبيرة، بما في ذلك متطلبات أكبر لبيانات المعاملات، ومشكلات التوافق مع المحافظ الحالية، والمسألة الصعبة المتمثلة في كيفية حماية العملات الموجودة في عناوين غير نشطة أو يتعذر الوصول إليها.

حثت شركة «أليس آند بوب» المؤسسات على البدء في اعتماد إجراءات حماية تشفيرية ما بعد الكم بدلاً من انتظار وقوع هجوم كمومي فعلي.

بالنسبة لبيتكوين، حيث تتطلب التغييرات مراجعة تقنية مكثفة وتنسيقاً واسعاً على مستوى الشبكة، فإن تقلص التقديرات قد يجعل الاستعدادات أكثر أهمية، حتى في ظل عدم اليقين بشأن الوصول الفعلي لحاسوب كمومي قادر على فك التشفير.