لا تخافوا من أجهزة الكمبيوتر الكمومية

رأي بقلم: إيلي بن ساسون، الرئيس التنفيذي لشركة StarkWare

يمثل وصول شريحة Willow الكمومية من Google فرصًا ممتازة وتهديدًا خطيرًا لصناعة التكنولوجيا. تقريبا كل شيء يستخدم التشفير، من الخدمات القائمة على الهوية إلى المدفوعات عبر الإنترنت، يمكن أن يتعطل عند وصول أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

ومع ذلك، فأنا لست خائفًا، ولا ينبغي أن تكون أنت أيضًا.

تستخدم الحوسبة الكمومية فيزياء الكم لحل مشكلات محددة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر العادية. مع Willow، حققت Google تقدمًا كبيرًا في هذا المجال. سوف يقوم Willow بتنفيذ العمليات في بضع دقائق والتي تستغرق أجهزة الكمبيوتر اليوم إلى الأبد تقريبًا. قد يخلق هذا التطور تحديات لأي منصة أو خدمة تستخدم التشفير – بما في ذلك تقنية blockchain – لأنه يقرب أجهزة الكمبيوتر الكمومية من القدرة على كسر خوارزميات التشفير التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر العملاقة العادية القيام بها.

وكما هو متوقع، ركزت معظم المناقشة على المخاطر المحتملة للعملات المشفرة. في حين أن الحوسبة الكمومية قد تؤثر على نطاق واسع على كل تقنياتنا، إلا أنها تشكل تحديًا مثيرًا لمجال مبني على التشفير، كما يوحي اسمه.

كتل بناء التشفير

تستخدم سلاسل الكتل وحدات بناء التشفير، مثل تشفير المنحنى الإهليلجي (ECC)، لتأمين المعاملات والمحافظ والمفاتيح الخاصة. تم تصميم النظام لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، ولكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تحتوي على ما يكفي من الكيوبتات – وحدات المعلومات الأساسية للحوسبة الكمومية – من شأنها أن تكسر ECC من خلال حل مشاكلها الرياضية الأساسية. ونحن نخشى اليوم الذي يتمكن فيه مهاجم يستخدم حاسوبًا كميًا متقدمًا بما فيه الكفاية من اختراق المفاتيح الخاصة، وسرقة الأموال، وتزوير المعاملات، وتعطيل سلامة سلسلة الكتل.

يوجد بالفعل حل لائق للمشكلة: نوع متقدم من التشفير يُعرف باسم إثباتات المعرفة الصفرية (ZK)، وهي واحدة من أكثر التقنيات الرياضية إثارة في القرن الحادي والعشرين. تم استخدام إثباتات ZK في مشاريع blockchain للمساعدة في جعل المعاملات أسرع وأرخص وتعزيز حماية خصوصية المستخدمين.

لقد سمع الجميع في blockchain عنها باعتبارها البراهين الصغيرة الأنيقة التي تمكنك من تشويش مئات الآلاف من المعاملات في مساحة Ethereum التي كنت تحتاجها سابقًا لمرة واحدة فقط. ومع ذلك، لا يعرف سوى عدد قليل من العاملين في مجال blockchain أن بعض إثباتات ZK تحتوي على ميزة إضافية قد تصبح نعمة إنقاذ لـ blockchain. كانت أبرز إثباتات ZK اليوم دائمًا آمنة بعد الكم، مما يعني أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا يمكنها اختراقها.

مؤخرًا: وحدات blockchain المعيارية لتوسيع نطاق Bitcoin ودمج الذكاء الاصطناعي، وتعزيز الأمان والنهائية

هناك تصور واسع النطاق بأنه عندما يتم توصيل أول كمبيوتر كمي، فإن مالكه سيمتلك المفتاح الرئيسي لكل رمز وكلمة مرور في الكون. وهذا مبالغة، ولكن يمكنك التقاط الانجراف.

وهذا أيضًا يخطئ الهدف. منذ وقت ليس ببعيد، كان من السهل سرقة سيارة عن طريق التلاعب ببعض الأسلاك المكشوفة أسفل لوحة القيادة. كانت أنظمة الإشعال ميكانيكية، وكان تشغيل السيارة بدون مفتاح يتجاوز مفتاح الإشعال. ميزات مثل الإشعال الإلكتروني وأجهزة منع الحركة وأنظمة الدفع لبدء التشغيل جعلت السيارات أكثر ذكاءً وأكثر أمانًا.

الأقفال والمفاتيح مختلفة اليوم. في الواقع، جميع أنظمة الأمان مختلفة. ستبدو أنظمة الأمان المستقبلية مختلفة تمامًا عن أنظمة اليوم.

في مجال اهتمامنا، العملات المشفرة، حيث قضينا سنوات بالفعل في تجربة تقنية ZK، لدينا القدرة على الاستعداد جيدًا ومواجهة تحديات وفرص الحوسبة الكمومية بشكل مباشر.

لماذا تعد ZK math جاهزة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية؟

إنه أقل حيرة مما تتخيل. لم تعد أنظمة التشفير الشائعة اليوم، والتي يستخدمها البنك الذي تتعامل معه وكل مؤسسة أخرى تثق بها عبر الويب – مثل RSA أو العديد من عمليات التشفير القائمة على المنحنى الإهليلجي – آمنة ضد الخصوم الكميين. ليس هذا هو الحال بالنسبة لـ STARKs، التي تعتمد فقط على بدائية تشفير “أرق” أو أكثر بدائية: وظائف التجزئة. يجب أن تظل هذه مرنة ضد أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

إنه ليس نفس التشفير “الذي تم بشكل أفضل”. إنه نوع مختلف من التشفير. فكر في الأمر على هذا النحو: كلمات المرور اليوم تشبه الإبر المخبأة في أكبر كومة قش رأيتها على الإطلاق. أنت لا تعرف كلمة المرور الخاصة بي لأنه لا يمكنك أنت ولا جهاز الكمبيوتر الخاص بك العمل عبر كومة القش. فكر في أجهزة الكمبيوتر الكمومية باعتبارها مغناطيسًا ضخمًا يمكنه العثور على تلك الإبرة على الفور.

ومع ذلك، هناك تشفير مختلف تمامًا. فبدلاً من البحث عن إبرة في كومة قش، أنت تبحث عن قطعة معينة من القش في كومة قش ضخمة. لن يساعدك أي مغناطيس، ولن يتمكن أي كمبيوتر كمي من العثور عليه. حتى لو حصلت على مغناطيس أكبر أو أفضل، فلن يساعدك ذلك. حتى لو قمت ببناء حاسوب كمي أكثر قوة، فلن يحدث ذلك فرقًا.

كل ما سبق يجعلني أنام بشكل أسهل في الليل لأن لدينا طريقًا. ولمواجهة الحوسبة الكمومية، لا نحتاج بعد إلى حلول متكاملة، ولا نحتاج بعد إلى سلاسل آمنة كميًا، ولكننا بحاجة إلى مسارات للحلول، وتقنيات أساسية يمكن تحويلها إلى حلول عملية. هل Starknet، L2 غير المسموح به والمعتمد على STARKs، جاهز للحوسبة الكمومية غدًا؟ لا، فالبراهين التي تشغل النظام تعتبر آمنة بعد الكم. هناك طريق واضح لإجراء التغييرات اللازمة. كما هو الحال مع أي شيء في مجال البلوكشين، أتوقع أن أرى مناقشات متزايدة وحلول بديلة لتحدي ما بعد الكم – كلما زاد ذلك، كان ذلك أفضل.

إن إدراك أن تقنية ZK تقدم حلاً لجزء كبير من التحدي الذي تواجهه الحوسبة الكمومية لا يعني فقط أن سلسلة الكتل “محفوظة” من التعرض للخطر. إنه يعني شيئًا أكثر عمقًا لكل من جاء إلى العملات المشفرة من أجل جمال الرؤية. تتمثل الرؤية في أن التشفير يمكن أن يكون مصدرًا للحقيقة والنزاهة ويساعد في مواجهة التحديات الأكثر معاصرة للإنسانية. مرة أخرى، فإنه يرقى إلى مستوى المناسبة.

إيلي بن ساسون هو الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة StarkWare. وهو أكاديمي سابق، وقد دخل في عالم blockchain من خلال علوم الكمبيوتر النظرية. لقد كان يبحث في التشفير وإثباتات المعرفة الصفرية، والتي تُستخدم اليوم لتشغيل بروتوكولات قياس blockchain، منذ أن حصل على درجة الدكتوراه في علوم الكمبيوتر النظرية من الجامعة العبرية في عام 2001. وهو مخترع مشارك لـ STARK وFRI وZerocash. البروتوكولات وعالم مؤسس لشركة Zcash. وقد شغل مناصب بحثية في معهد الدراسات المتقدمة في جامعة برينستون وهارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وكان مؤخرًا أستاذًا لعلوم الكمبيوتر في التخنيون في إسرائيل.

هذه المقالة هي لأغراض المعلومات العامة وليس المقصود منها ولا ينبغي أن تؤخذ على أنها نصيحة قانونية أو استثمارية. الآراء والأفكار والآراء الواردة هنا هي آراء المؤلف وحده ولا تعكس بالضرورة أو تمثل وجهات نظر وآراء Cointelegraph.