حمله کوانتومی به بیت‌کوین: سه راهکار دفاعی توسعه‌دهنده

توسعه‌دهنده بیت‌کوین پیشنهاداتی برای مقابله با حملات کوانتومی ارائه کرده است که در صورت تلاش مهاجمان برای سرقت کوین‌های آسیب‌پذیر در برابر محاسبات کوانتومی آینده، منجر به از دست دادن بیت‌کوین خود مهاجمان خواهد شد.

کوری فیلدز، که بر روی نرم‌افزار بیت‌کوین در ابتکار عمل ارز دیجیتال MIT کار می‌کند، این ایده‌ها را در پستی در لیست پستی توسعه‌دهندگان بیت‌کوین مطرح کرده است. این پیشنهادات چگونگی بازدارندگی بیت‌کوین از سرقت‌های آینده با توانمندی کوانتومی را از طریق مشوق‌های مالی، قفل‌های زمانی و سازوکارهای مبتنی بر حراج بررسی می‌کنند. فیلدز این سه ایده را به عنوان “آزمایش‌های فکری” و نه پیشنهادهای نهایی ارائه کرده و بیان داشته که اجرای آن‌ها از طریق یک سافت فورک (soft fork) امکان‌پذیر است.

مین‌های کوانتومی (Quantum Landmines)

اولین مفهوم که “مین‌های کوانتومی” نامیده می‌شود، به دارندگان بیت‌کوین اجازه می‌دهد تا قبل از اینکه کامپیوترهای کوانتومی قادر به شکستن رمزنگاری موجود شوند، به طور مخفیانه یک اثبات رمزنگاری به یک خروجی کوچک و امن در برابر کوانتوم متصل کنند. اگر مهاجمی بعداً یک خروجی بیت‌کوین آسیب‌پذیر را سرقت کند، قوانین جدید پس از کوانتومی برای خرج کردن، ایجاب می‌کند که کوین‌های سرقت شده همراه با مقدار معادل بیت‌کوین امن در برابر کوانتوم متعلق به خود مهاجم به عنوان وثیقه منتقل شوند.

خروجی حاصل برای مدت زمان مشخصی، مثلاً ۳۰ روز، قفل می‌ماند، مگر اینکه کسی بتواند مدرکی دال بر دانش قبلی کلید خصوصی اصلی ارائه دهد. در این صورت، مالک قانونی می‌تواند اثبات قبلی خود را فاش کرده و وثیقه مهاجم را مطالبه کند.

حراج سهام‌گذاری شده (Staked Auction)

پیشنهاد دوم فیلدز، “حراج سهام‌گذاری شده”، به دارایی‌های بیت‌کوین آسیب‌پذیر می‌پردازد که کلیدهای خصوصی آن‌ها ممکن است گم شده باشند و بنابراین از طریق مین‌های کوانتومی محافظت نمی‌شوند. تحت این مدل، کاربران قبل از بروز تهدید، بیت‌کوین امن در برابر کوانتوم را سهام‌گذاری می‌کنند. این عملاً به معنای ارائه پیش‌بید بر روی خروجی‌های آسیب‌پذیر است. اگر مهاجمی تلاش کند یک دارایی مورد هدف را سرقت کند، باید وثیقه مطابق ارائه دهد.

پس از انقضای دوره انتظار اولیه، حراج به سهام‌گذاران اجازه می‌دهد تا پیشنهادات خود را فاش کرده و بخش‌هایی از وثیقه مهاجم را مطالبه کنند. سایر شرکت‌کنندگان می‌توانند پیشنهادات کمتر یا بیشتر ارائه دهند و نتیجه نهایی بر اساس قوانین حراج تعیین خواهد شد.

حراج ساتوشی (Sats Auction)

مفهوم سوم “حراج ساتوشی” نام دارد که الزام سهام‌گذاری پیش از موعد کوین‌ها را حذف می‌کند. در عوض، هر تلاش برای خرج کردن بیت‌کوین قدیمی پس از یک دوره قفل زمانی اولیه، یک حراج را آغاز می‌کند. بالاترین پیشنهاد دهنده، کوین‌ها را منهای مبلغ پیشنهاد خود دریافت می‌کند، در حالی که دومین پیشنهاد دهنده بالاتر، پیشنهاد خود را بدون دریافت چیزی از دست می‌دهد.

به گفته فیلدز، این ساختار می‌تواند مشارکت مداوم را برای مهاجمان به طور فزاینده‌ای پرهزینه کند و به طور بالقوه آن‌ها را از تلاش برای سرقت منصرف سازد. با این حال، این توسعه‌دهنده اذعان داشت که چندین سوال مهم طراحی هنوز حل نشده باقی مانده‌اند، از جمله نسبت‌های وثیقه، قوانین حراج، نحوه برخورد با پیشنهادات بازنده و همچنین توزیع وجوه بازیابی شده.

ماه گذشته، شرکت Alice & Bob تخمین زد که یک کامپیوتر کوانتومی با استفاده از ۲۹,۵۸۸ کیوبیت گربه (cat qubits) می‌تواند یک کلید خصوصی بیت‌کوین را در حدود ۶۲ دقیقه بشکند. اما همه نگران نیستند.

اوایل سال جاری، جیمز چک، تحلیلگر آن‌چین، ادعاهایی مبنی بر اینکه محاسبات کوانتومی می‌تواند منجر به فروپاشی فاجعه‌بار بازار بیت‌کوین شود را به چالش کشید. او استدلال کرد که حتی سرقت و فروش کوین‌های دوران ساتوشی نیز بقای شبکه را تهدید نخواهد کرد.