في الأيام الأخيرة، شهدت وسائل الإعلام ضجة كبيرة حول إعلان جوجل عن حاسوبها الكمّي الجديد المسمى “Willow” والتهديد المحتمل الذي يشكله على بيتكوين. تكشف معظم التحليلات عن فهم سطحي لكيفية تغيير الحوسبة الكمّيّة للتشفير، بالإضافة إلى كيف تظل بيتكوين مقاومة لهذه التطورات التقنية. سنلقي نظرة أعمق على الحوسبة الكمّيّة والتهديد الذي تشكله على بيتكوين. سيصبح الأمر تقنيًا في بعض الأحيان، لكن هذا ضروري لفهم الحالة الراهنة.
الحاجة إلى تغيير بروتوكول بيتكوين
بإيجاز، ستستدعي الحوسبة الكمّيّة بلا شك تغيير بروتوكول بيتكوين في السنوات المقبلة، مشابهة لترقية الحواسيب بعد مشكلة Y2K. سيكون تمرينًا مكلفًا ومستهلكًا للوقت، لكنه ليس تهديدًا وجوديًا لبيتكوين بحد ذاتها. ولن يتأثر بيتكوين وحده؛ فنحن نتحدث عن قدرة الحواسيب الكمّيّة على كسر كل أنواع التشفير التي نستخدمها اليوم في التمويل والتجارة والمصارف والمزيد.
ليست مشكلة بيتكوين فقط
يمكن لحاسوب جوجل الكمّي “Willow” إجراء حسابات باستخدام 105 كيوبت، ويُعتقد أن ناتجه دقيق نسبيًا. على الرغم من أن 105 كيوبت خطوة كبيرة في القدرة على المعالجة مقارنة بالحواسيب الكمّيّة السابقة، فإن كسر تشفير بيتكوين سيتطلب 200 إلى 400 مليون كيوبت. لتحقيق هذه القدرة خلال 10 سنوات، يجب أن تنمو قوة الحوسبة الكمّيّة بنسبة تزيد عن 324% سنويًا، وهو ما يتجاوز التوقعات.
على الرغم من ذلك، تعتبر الحوسبة الكمّيّة تهديدًا لبيتكوين يجب أخذه بجدية. سيتعين تحديث بروتوكول بيتكوين ليكون مقاومًا للكمّيات عاجلاً أم آجلاً. وقد بدأت المحادثات في مجتمع مطوري بيتكوين حول متى وكيفية القيام بذلك. بمجرد أن تصبح هذه الأفكار أكثر وضوحًا، سيتم نشر اقتراح تحسين بيتكوين (BIP) عبر الإنترنت لمزيد من النقاش والتجريب. إذا تم اختيار أي حل من قبل المجتمع، سيتم تنفيذه بمجرد اعتماد أغلبية عقد بيتكوين له.
التشفير هو كل شيء
يشكل التشفير أساس الحياة الحديثة، حيث يدعم كل جانب من جوانب المجتمع الممكّن تقنيًا. تعتمد الأنظمة المالية على التشفير الآر إس إيه لضمان أمان المعاملات المصرفية عبر الإنترنت، مما يضمن حماية التفاصيل الحساسة من السرقة. بدون التشفير، لا يوجد نظام مصرفي.
تستخدم منصات التجارة الإلكترونية نفس المبادئ لحماية بيانات الدفع بين المشترين والبائعين. بدون التشفير، لا توجد تجارة إلكترونية.
- تعتمد المستشفيات ومزودو الخدمات الطبية على التشفير لنقل السجلات الصحية الإلكترونية ومعالجة المدفوعات. بدون التشفير، لا يوجد نظام طبي حديث.
- تستخدم الوكالات الحكومية التشفير لضمان أمان الاتصالات السرية، مما يحمي الأسرار الوطنية من الخصوم المحتملين. بدون التشفير، لا يوجد أمن قومي.
- تؤمّن الأوامر المشفرة أجهزة إنترنت الأشياء، بدءًا من السيارات المتصلة وصولاً إلى أنظمة المنزل الذكي، مانعة الجهات الخبيثة من الاستيلاء على التكنولوجيا اليومية. بدون التشفير، لا توجد أجهزة ذكية.
احصد الآن، فك التشفير لاحقًا
على الرغم من أننا قد نكون بعد سنوات أو حتى عقود من نهاية طرق التشفير التقليدية، فقد بدأت التحضيرات لتفوق الكمّيات بالنظر إلى تهديد “احصد الآن، فك التشفير لاحقًا”.
أحد أبرز ميزات التشفير هو أنه يسمح لك بإرسال رسائل آمنة عبر قناة غير آمنة. على سبيل المثال، عندما تسجل الدخول إلى حسابك البنكي من جهازك المنزلي، يتم تشفير كلمة المرور قبل إرسالها عبر الإنترنت إلى البنك. أثناء الطريق، قد تمر عبر العديد من الخوادم التي يمكن أن تحفظها وتخزنها. ومع ذلك، نظرًا لأن كلمة المرور مشفرة، فستكون بلا معنى إذا تم حفظها. إذا كنت شخصًا سيئ النية، فلن تتمكن من فك تشفير الكلمة السرية، لذا لن يكون حفظها مجديًا.
إلا إذا قمت بحفظها لسنوات أو عقود، منتظرًا اليوم الذي يمكنك فيه فك تشفير البيانات باستخدام حاسوب كمّي لم يُخترع بعد. هذا قد لا يكون منطقيًا لكلمة مرور بنكية، مثل كثير من البيانات المشفرة الأخرى، سيكون لا معنى لها بعد وقت معين، حتى لو تم فك تشفيرها بعد عقود. تتغير كلمات المرور، تُغلق الحسابات، يمر الناس بعيدا، وتنتهي الشركات. ومع ذلك، في بعض المجالات، قد تبقى البيانات المشفرة مفيدة لسنوات أو حتى عقود بعد حفظها – مثل الأسرار الحكومية أو قوائم رئيسية من كلمات المرور المعاد استخدامها عبر المنصات.
ما بعد التشفير الكمّي
بينما سيكسر الحاسوب الكمّي في النهاية طرق التشفير المستخدمة اليوم، يمكن استخدامه أيضًا لتطوير خوارزميات تشفير أكثر تقدمًا. بمعنى آخر، لا تعني الحوسبة الكمّية نهاية التشفير نفسه، بل تعد نقلة من خوارزميات التشفير الحالية إلى تلك المقاومة للكمّيات.
لقد بدأ هذا الانتقال بالفعل. يشكل التشفير ما بعد الكمّي مجالًا نشطًا للبحث، حيث يحقق تقدمات واعدة تهدف إلى تأمين الأنظمة ضد تهديدات الكمّية المستقبلية مع الحفاظ على مبادئ الأمن التشفيري الأساسية. تحتاج بيتكوين، مثل كل شيء آخر، إلى الاستفادة من تقدمات التشفير ما بعد الكمّي للحفاظ على نزاهتها.
يعتمد أساس التشفير ما بعد الكمّي على مشاكل رياضية لا يمكن للحواسيب الكمّية حلها بشكل جيد. على عكس التشفير الحالي الذي يعتمد على مشكلة اللوغاريتم المنفصل وتخفيض العدد الصحيح – وكلاهما يمكن تناوله بكفاءة بواسطة حاسوب كمّي قوي كفاية – تعتمد خوارزميات التشفير ما بعد الكمّي على أطر رياضية مختلفة. وتشمل هذه التشفير القائم على الشبكات، والمعادلات متعددة الحدود، والتوقيعات المستندة إلى التجزئة، وجميعها تظهر وعدًا كبيرًا في مقاومة الهجمات الكمّية.
الجدول الزمني للتشفير ما بعد الكمّي
يقود المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) هذه الجهود، منسقًا مبادرة عالمية لتوحيد الخوارزميات التشفيرية المقاومة للكمّيات. بعد سنوات من التقييم الدقيق، أعلن NIST عن مجموعة من الخوارزميات المرشحة لمعايير التشفير ما بعد الكمّي في عام 2022، بتركيز على التنفيذ العملي والقدرة على التكيف عبر الصناعات. بينما سيكون الانتقال إلى التشفير ما بعد الكمّي معقدًا، إلا أنه يشكل بالفعل. حدد مذكرة الأمن الوطني 10 هدفًا حتى عام 2035 للانتقال من نظم الحكومة إلى طرق التشفير المقاومة للكمّيات. ومع ذلك، قد تحتاج بعض الأنظمة ذات الاحتياجات السرية الطويلة الأمد، مثل الاتصالات الحكومية أو المعاملات المالية الآمنة، إلى التبني المبكر بسبب ملفات مخاطرها العالية. يوصي NIST بإعطاء الأولوية لأنظمة إنشاء المفاتيح المقاومة للكمّيات في بروتوكولات مثل TLS وIKE، التي تدعم الاتصالات الآمنة على الإنترنت. يتضمن الطريق إلى الأمام للتشفير ما بعد الكمّي ليس فقط تحديث معايير التشفير ولكن أيضًا ضمان التوافق مع الأنظمة الحالية. هذه مهمة شاقة بالنظر إلى التطبيقات المتنوعة للتشفير عبر الصناعات، لكنها ضرورية للحفاظ على الثقة في عالم متصل رقميًا. بينما يواصل NIST العمل مع الأكاديمية والصناعة والحكومات، يمثل التبني الواسع للتشفير ما بعد الكمّي خطوة حيوية في ضمان الأمان المستقبلي للإنترنت.
ترقية حضارية
ستلزم حياتنا الرقمية أن تكون مقاومة للكمّيات، بروتوكولًا تلو الآخر. هناك العديد من البروتوكولات التي تعتمد على التشفير، وسيكون هناك حتمًا بعض الأخطاء والاختراقات أثناء ترقية البروتوكولات لتصبح مقاومة للكمّيات. نظرًا لأهمية بيتكوين كواحد من البروتوكولات الهامة في التمويل العالمي، لا شك أنه سيكون من بين الأولى التي يتم التعامل معها. قد يكون الانتقال إلى التشفير ما بعد الكمّي تحديًا، لكنه ضروري بشكل مشوق – إنه إشارة إلى أننا ندخل عصر الحوسبة الكمّيّة. تعد هذه التكنولوجيا التحويلية بفتح مجالات مثل الطب والمواد المتقدمة، مما يفتح أبوابًا للإمكانيات والابتكارات التي لا يمكننا تخيلها اليوم.
أسئلة متكررة
- ما هو التحدي الرئيسي الذي تفرضه الحوسبة الكمّية على بيتكوين؟
تضع الحوسبة الكمّية تهديدًا لبيتكوين من خلال قدرتها المحتملة على كسر الأسس التشفيرية الحالية المستخدمة في تأمينها، مما يتطلب ترقيات للبروتوكول لجعله مقاومًا للكمّيات.
- لماذا تعتبر التشفير ضروريًا في حياتنا الحديثة؟
التشفير هو العمود الفقري لنظامنا الرقمي، حيث يؤمن الاتصالات السرية، ويحمي البيانات المالية والطبية، ويضمن الأمن الوطني، ويمكن الأجهزة الذكية من العمل بأمان.
- ما هي الخطوات التي اتخذت للتحضير لعصر ما بعد التشفير الكمّي؟
بذلت جهود لاختيار وتطوير خوارزميات تشفير ما بعد الكمّي، مثل المعايير التي أعدها NIST، لتأمين الأنظمة ضد التهديدات الكمّية المستقبلية، إلى جانب العمل على ضمان التوافق مع الأنظمة الحالية وتحقيق الانتقال السلس.
