ایده این توسعه‌دهنده بیت‌کوین حملات کوانتومی را بی‌اثر می‌کند

توسعه‌دهنده بیت‌کوین، کوری فیلدز، ایده‌ای غیرمعمول برای مقابله با سارقان کوانتومی آینده مطرح کرده است: وادار کردن آن‌ها به ریسک کردن بیت‌کوین خودشان، هر بار که تلاش می‌کنند بیت‌کوین شخص دیگری را بدزدند.

مین‌های کوانتومی و حراج‌ها

فیلدز در پستی در تاریخ ۴ نوامبر در فهرست پستی توسعه‌دهندگان بیت‌کوین، مفهوم “مین‌های کوانتومی” و دو نوع حراج را تشریح کرد که هدفشان تبدیل حملات به کیف پول‌های آسیب‌پذیر به قمار پرهزینه است. او این ایده‌ها را “آزمایش‌های فکری” نامید، نه یک ارتقاء کامل بیت‌کوین.

مالکان بیت‌کوین از یک کلید خصوصی مخفی برای تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. یک کلید عمومی مطابق، به شبکه اجازه می‌دهد امضای آن‌ها را بدون افشای راز بررسی کند.

اگر درک کل این ایده دشوار به نظر می‌رسد، ما از هوش مصنوعی برای تولید ویدیویی برای کمک به درک آن استفاده کرده‌ایم:

کامپیوترهای امروزی قادر به محاسبه واقع‌بینانه کلید خصوصی از کلید عمومی نیستند. یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند می‌تواند با استفاده از تکنیک ریاضی به نام الگوریتم شور، این کار را انجام دهد و به طور بالقوه به یک سارق اجازه دهد تا سکه‌ها را طوری خرج کند که گویی مالک آن‌هاست.

برخی از خروجی‌های قدیمی‌تر بیت‌کوین، کلیدهای عمومی را افشا کرده‌اند و برخی فرمت‌های جدیدتر نیز آن‌ها را فاش می‌کنند. آدرس‌های دیگر کلید را تا زمانی که کسی خرج نکند پنهان می‌کنند، بنابراین ریسک برای هر کیف پول یکسان نیست.

محققان ورود فرضی کامپیوتری را که قادر به این حملات باشد “روز کوانتومی” (Q-Day) می‌نامند. هیچ دستگاهی که به صورت عمومی نمایش داده شده باشد، امروز نمی‌تواند به این روش بیت‌کوین را بدزدد و هیچ‌کس دقیقاً نمی‌داند چه زمانی ممکن است چنین دستگاهی وجود داشته باشد.

مین‌های کوانتومی

تصور کنید کسی ۱ بیت‌کوین در یک کیف پول قدیمی و بالقوه آسیب‌پذیر دارد. قبل از روز کوانتومی، این شخص یک خروجی بیت‌کوین کوچک و جداگانه و امن در برابر کوانتوم ایجاد می‌کند که حاوی اثبات پنهانی است که او مالک کلید خصوصی اصلی در زمانی که سرقت کوانتومی هنوز غیرممکن بود، بوده است.

این را به عنوان یک رسید مالکیت مهر و موم شده در نظر بگیرید. افراد خارجی می‌توانند خروجی کوچک را ببینند، اما نه شواهد پنهان در آن، و حتی نمی‌دانند که این یک تله است.

حالا تصور کنید یک سارق آینده از یک کامپیوتر کوانتومی برای بازیابی کلید خصوصی قدیمی کاربر استفاده می‌کند. تحت قوانین پیشنهادی فیلدز، سارق نمی‌تواند به سادگی ۱ بیت‌کوین او را بردارد: آن‌ها باید ۱ بیت‌کوین خود را از یک کیف پول امن در برابر کوانتوم به عنوان وثیقه اضافه کنند.

هر دو سکه وارد یک خروجی محدود به ارزش ۲ بیت‌کوین می‌شوند. سارق باید یک دوره چالش را طی کند – در مثال فیلدز ۳۰ روز – قبل از اینکه بتواند آزادانه آن را خرج کند.

صاحب کیف پول متوجه تراکنش می‌شود و اثبات قبل از روز کوانتومی را فاش می‌کند. سپس شبکه به صاحب اجازه می‌دهد تا کل ۲ بیت‌کوین را به آدرس امن در برابر کوانتوم که قبلاً متعهد کرده بود منتقل کند: سکه اصلی او، به علاوه وثیقه سارق.

مهاجم هیچ راهی برای دانستن از قبل ندارد که کدام کیف پول‌های قدیمی حاوی این رسیدهای پنهان هستند. حتی بازیابی موفقیت‌آمیز کلید کوانتومی می‌تواند به ضرر ۱ بیت‌کوین منجر شود.

صاحب کیف پول نیز برای شروع یک انتقال عادی پس از روز کوانتومی از سکه قدیمی خود به وثیقه مشابهی نیاز خواهد داشت. اگر آن‌ها بیت‌کوین اضافی نداشته باشند، همین قانون که برای آسیب رساندن به سارقان طراحی شده است، می‌تواند انتقال پس‌انداز آن‌ها را دشوار کند.

مین‌ها تنها زمانی کار می‌کنند که صاحب قبل از روز کوانتومی یکی را آماده کند و به موقع آن را فاش کند. آن‌ها نمی‌توانند از سکه‌هایی که کلیدهایشان از قبل از دست رفته است محافظت کنند، از جمله برخی از دارایی‌های اولیه بیت‌کوین که به طور گسترده‌ای غیرقابل دسترس تلقی می‌شوند.

حراج‌های استیک شده و حراج ساتوشی

فیلدز مکانیسم دومی به نام حراج استیک شده را پیشنهاد می‌کند. قبل از روز کوانتومی، کسی می‌تواند بیت‌کوین امن در برابر کوانتوم را قفل کند و به طور مخفیانه در یک حراج علیه یک کیف پول قدیمی خاص که انتظار دارد سارقان هدف قرار دهند، ثبت نام کند.

فرض کنید یک کیف پول ظاهراً رها شده ۵۰ بیت‌کوین دارد. یک مهاجم آینده تلاش می‌کند آن را جابجا کند و ۵۰ بیت‌کوین دیگر را به عنوان وثیقه قرار می‌دهد؛ در طول دوره حراج، کسی که از قبل پیشنهاد خود را متعهد کرده است می‌تواند سرقت در حال انجام را به چالش بکشد.

در مثال فیلدز، یک چالش‌گر موفق بخشی از وثیقه مهاجم را ادعا می‌کند در حالی که سکه‌های آسیب‌پذیر اصلی به جای اعطا به پیشنهاد دهنده، از بین می‌روند. نکته این است که سارقان را از یک پرداخت قابل اعتماد محروم کنیم، نه اینکه سکه‌ها را به صاحب گمشده بازگردانیم.

ایده سوم او، حراج ساتوشی، نیازی به وثیقه قبلی ندارد. در عوض، خرج کردن یک سکه آسیب‌پذیر، مسابقه‌ای را آغاز می‌کند که در آن بالاترین پیشنهاد دهنده سکه‌ها را منهای پیشنهاد خود دریافت می‌کند، در حالی که نفر دوم پیشنهاد خود را پرداخت می‌کند و چیزی دریافت نمی‌کند.

این شبیه یک بازی حراج بدنام است که در آن دو پیشنهاد دهنده پیشنهادات خود را افزایش می‌دهند زیرا هیچ‌کدام نمی‌خواهند کسی باشند که بدون دلیل پول از دست می‌دهد. یک سارق ممکن است از شروع مسابقه‌ای که می‌تواند بیشتر از سکه‌هایی که امیدوار بود بدزدد هزینه داشته باشد، اجتناب کند.

چالش‌ها و ملاحظات

یکی از پاسخ‌های پیشنهادی به ریسک کوانتومی، محدود کردن برداشت از کیف پول‌های قدیمی پس از یک مهلت مهاجرت است. این ممکن است از سرقت جلوگیری کند، اما همچنین می‌تواند صاحبان قانونی را که هرگز سکه‌های خود را جابجا نکرده‌اند، به طور دائم قفل کند.

فیلدز در حال بررسی یک مصالحه متفاوت است: حفظ قابلیت خرج کردن سکه‌های قدیمی، اما پرهزینه و قابل چالش کردن تراکنش‌های در حال انجام. بیت‌کوین نمی‌تواند یک صاحب قانونی را از یک سارق کوانتومی تشخیص دهد اگر هر دو بتوانند امضای معتبر یکسانی را تولید کنند.

این مصالحه شدید است، با توجه به اینکه صاحبان قانونی ممکن است به سپرده‌های وثیقه بزرگ نیاز داشته باشند، دارندگان غیرفعال ممکن است شانس خود را برای اعتراض از دست بدهند، و قوانین حراج ممکن است سکه‌های متعلق به افرادی را که هنوز زنده و صرفاً آفلاین هستند، بسوزاند.

بیت‌کوین ابتدا به روشی امن در برابر کوانتوم برای نگهداری و خرج کردن وجوه نیاز خواهد داشت. سپس کیف پول‌ها باید از تعهدات مالکیت پنهان پشتیبانی کنند، در حالی که قوانین اجماع بیت‌کوین باید وثیقه، دوره‌های انتظار، تراکنش‌های بازیابی ویژه و حراج‌ها را اجرا کنند.

توسعه‌دهندگان همچنین باید در مورد زمان فعال شدن قوانین جدید، میزان وثیقه مورد نیاز و آنچه برای پیشنهادات بازنده یا وجوه باقی‌مانده اتفاق می‌افتد، توافق کنند. فیلدز معتقد است برخی از مکانیک‌ها می‌توانند از طریق یک سافت فورک، نوعی تغییر در قوانین بیت‌کوین، معرفی شوند، اما طراحی دقیقی ارائه نکرده است.

هیچ یک از این حفاظت‌ها امروز در بیت‌کوین وجود ندارد. فیلدز هیچ طرح پیاده‌سازی یا فعال‌سازی منتشر نکرده است، و پست اصلی او پرداخت‌های حراج و حتی نتیجه مطلوب یک حراج را حل نشده باقی می‌گذارد.