تأثير الانفراجة الجديدة في شرائح الكم على البلوكتشين

أعلنت شركة جوجل مؤخرًا عن إطلاق شريحة الحوسبة الكمية الجديدة الخاصة بها Willow، وهو إنجاز كبير آخر منذ تحقيق "الهيمنة الكمية" لأول مرة في عام 2019. وقد تم نشر هذه النتيجة في مجلة Nature بشكل عاجل، مما أثار اهتمامًا واسعًا في مجتمع التكنولوجيا.

تمتلك شريحة Willow 105 كيوبت، وقد حققت أفضل أداء في فئتها في اختبارين معياريين: تصحيح الأخطاء الكمي وعيّنات الدوائر العشوائية. بشكل خاص، في اختبار عيّنات الدوائر العشوائية، أكملت Willow المهمة الحسابية التي تحتاج إلى 10^25 سنة لتكتمل بواسطة أسرع حاسوب فائق اليوم في 5 دقائق فقط، وهو نطاق زمني يتجاوز حتى عمر الكون المعروف.

يعتبر أحد الاختراقات الهامة لـ Willow هو القدرة على تحقيق انخفاض كبير في معدل الخطأ وجعله أقل من عتبة حرجة معينة. ويعتبر هذا شرطًا أساسيًا لتحقيق قابلية الاستخدام على نطاق واسع لأجهزة الكمبيوتر الكمية. وذكر رئيس فريق البحث والتطوير أن Willow هو النظام الأول الذي ينخفض أدناه العتبة، مما يوفر دليلًا قويًا على إمكانية أجهزة الكمبيوتر الكمية على نطاق واسع في المستقبل.

لقد كان لهذا الإنجاز الرائد تأثير عميق على العديد من الصناعات، وخاصة في مجالات البلوكتشين والعملات المشفرة. في الوقت الحالي، يتم استخدام خوارزمية توقيع رقمية المنحنى البيضاوي (ECDSA) ودالة التجزئة SHA-256 على نطاق واسع في معاملات العملات المشفرة مثل البيتكوين. على الرغم من أن كسر SHA-256 يتطلب مئات الملايين من الكيوبتات الكمومية، إلا أن كسر ECDSA يحتاج فقط إلى مليون من الكيوبتات الكمومية.

في معاملات البيتكوين، هناك نوعان رئيسيان من عناوين المحفظة: "الدفع إلى المفتاح العام"(p2pk) الذي يستخدم مفتاح ECDSA العام مباشرة، و"الدفع إلى هاش المفتاح العام"(p2pkh) الذي يستخدم قيمة هاش المفتاح العام. النوع الثاني هو الأكثر شيوعًا، ولكن أثناء المعاملة، سيتم الكشف عن المفتاح العام. وهذا يعني أنه بمجرد أن تتمكن الحواسيب الكمومية من كسر ECDSA في فترة زمنية قصيرة، ستواجه جميع البيتكوين التي تستخدم هذه العناوين مخاطر أمنية.

على الرغم من أن 105 كيوبتات من Willow لا تزال بعيدة عن العدد المطلوب لكسر خوارزمية تشفير البيتكوين، إلا أنها تشير إلى اتجاه تطوير الحواسيب الكمومية القابلة للاستخدام على نطاق واسع. وهذا يطرح تحديات جديدة لنظام أمان العملات المشفرة، مما يجعل تطوير تقنيات البلوكتشين المقاومة للكم ضرورة ملحة.

تشفير ما بعد الكم (PQC) هو نوع من خوارزميات التشفير الجديدة القادرة على مقاومة هجمات الحوسبة الكمومية. بدأت بعض المؤسسات في إجراء الأبحاث والممارسات في هذا المجال، بما في ذلك إكمال بناء قدرات تشفير ما بعد الكم لكامل عملية البلوكتشين، وتطوير مكتبات تشفير تدعم خوارزميات تشفير ما بعد الكم وفقًا لمعايير NIST، فضلاً عن أبحاث حول بروتوكولات إدارة المفاتيح الموزعة لتوقيعات ما بعد الكم.

في المستقبل، كيف يمكن حماية أمان العملات المشفرة تحت تأثير الحوسبة الكمومية، سيصبح محور اهتمام مشترك بين عالم التكنولوجيا والمالية. سيكون تطوير وتنفيذ تقنيات البلوكتشين المقاومة للكم، وخاصة ترقية أنظمة البلوكتشين الحالية لتكون مقاومة للكم، هو المفتاح لضمان الأمان والاستقرار طويل الأمد للعملات المشفرة.