رمزنگاری بلاکچین در قلب آنچه رمزنگاری ها و دارایی های دیجیتالی دیگر را از هکرها و سایر حملات سایبری در امان نگه می دارد ، است. رمزگذاری کلید عمومی برای هر کاربر یک کلید عمومی و خصوصی فراهم می کند که حدس زدن آنها از طریق حملات بی رحمانه بسیار دشوار است ، حداقل با استفاده از منابع محاسباتی امروز. با این حال ، پیشرفت در محاسبات کوانتومی حملات بی رحمانه را در آینده بسیار آسان می کند.

در اینجا ، ما نگاهی عمیق خواهیم انداخت که چگونه یک کامپیوتر کوانتومی می تواند با موفقیت به رمزنگاری بلاکچین موجود حمله کند. با توجه به اینکه برخی از پروژه ها در حال پیشرفت هستند ، ما همچنین به چگونگی ایمن سازی بلاکچین در برابر ماشین های کوانتومی خواهیم پرداخت.

چگونه یک کامپیوتر کوانتومی می تواند رمزنگاری بلاکچین را بشکند?

بلاکچین از رمزگذاری کلید عمومی استفاده می کند ، جایی که به هر کاربر یک کلید عمومی و خصوصی داده می شود تا دارایی های دیجیتالی خود را تأمین کند. این کلیدها با استفاده از یک روش رمزنگاری به نام فاکتور سازی عدد اول تولید می شوند که ستون فقرات همه رمزنگاری های مدرن است.

اصل ریاضی پشت فاکتورگذاری اعداد اول این است که هر عددی ، هر چقدر هم بزرگ باشد ، می تواند با ضرب اعداد اول تولید شود. تولید هر عدد با استفاده از اعداد اول نسبتاً آسان است. با این حال ، معکوس کردن روند کار و بررسی اینکه کدام عدد اول برای تولید یک مقدار خاص پس از بزرگ شدن اعداد ، ضرب می شوند ، بسیار دشوارتر است. این وارون سازی را فاکتور بندی عدد اول می نامند.

فاکتورگذاری عدد اول در رمزنگاری بلاکچین

فاکتورگیری اعداد اول با مقادیر کوچکتر آسان است ، اما با اعداد بزرگ تقریباً غیرممکن است. اعتبار تصویر: varsitytutor.com

رمزگذاری کلید و ضریب شماره اول

رمزنگاری بلاکچین برای پیوند دادن کلید عمومی و خصوصی به فاکتورهای شماره اول متکی است. عوامل اصلی کلید عمومی ، مواردی هستند که کلید خصوصی را تشکیل می دهند. از آنجا که رایانه های امروزی ، حتی با استفاده از مزایای شبکه ها ، نمی توانند کلید خصوصی را فاکتور بگیرند ، دارایی های دیجیتال ما می توانند در برابر مهاجمان ایمن بمانند.

به عنوان مثال ، در سال 2009, محققان با استفاده از شبکه ای از رایانه ها ، عدد 232 رقمی را ضمیمه کردند. معادل 2000 سال طول کشید تا یک کامپیوتر بتواند چنین حمله ای را انجام دهد. با این وجود متخصصان امنیت رایانه فکر کردند این یک خطر غیرقابل قبول است. بنابراین ، استانداردهای رمزگذاری فعلی از اعداد اول با طول 309 رقم استفاده می کنند.

رایانه های کوانتومی قادر به انجام هزاران محاسبه در هر ثانیه نسبت به رایانه های امروزی هستند ، حتی برای تأثیر شبکه نیز حساب می شوند. ماشین های کوانتومی هنوز در مرحله نسبتاً اولیه توسعه قرار دارند. با این حال ، فکر می شود که طی دهه آینده ، رایانه های کوانتومی به اندازه کافی برای شکستن رمزنگاری بلاک چین قدرتمند می شوند.

محاسبات کوانتومی IBM

IBM فقط یکی از شرکت های توسعه دهنده کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند است. اعتبار تصویر: IBM

بنابراین ، یکی از چالش های جامعه توسعه دهندگان بلاکچین اطمینان از انعطاف پذیری بلاک چین های موجود برای مقاومت در برابر حملات رایانه های کوانتومی فردا است.

تهدید ویژه رایانش کوانتومی برای بلاکچین

از آنجا که تمام امنیت سایبری فعلی به رمزگذاری با استفاده از فاکتورگذاری عدد اول متکی است ، ظهور رایانه کوانتومی فقط تهدیدی برای رمزگذاری بلاکچین نیست. این پیامدها در کل اینترنت و همه رایانه های متصل وجود دارد. با این حال ، نهادهای متمرکز تقریباً همه وب سایت ها و شبکه های خارج از بلاکچین را کنترل می کنند. بنابراین ، اجرای یک بروزرسانی در سراسر شبکه یا وب سایت مشکل خاصی نیست.

از طرف دیگر ، شبکه های غیرمتمرکز زنجیره بلوک را کنترل می کنند. عدم تمرکز به معنای این است که هر رایانه ای در شبکه مجبور است همزمان برای فعال سازی ارتقا agree ، موافقت خود را برای بروزرسانی اعلام کند. نه تنها این بلکه به دلیل اینکه تهدید کوانتومی برای رمزنگاری بلاکچین مخصوص کلیدهای عمومی و خصوصی است ، بنابراین تمام کیف پول ها برای اطمینان از مقاومت کوانتومی باید به نرم افزار جدید ارتقا یابند.

بدترین بازار خرس در تاریخ آینده?

تصور می شود Satoshi Nakamoto دارای حدود یک میلیون بیت کوین است ، نیازی به ذکر ثروت او از طریق بسیاری از هارد فورک های بیت کوین در طول سال ها نیست. اگر شبکه بیت کوین برای اطمینان از مقاومت کوانتومی از طریق یک ارتقا روبرو شود و Satoshi کیف پول های BTC خود را به پروتکل جدید ارتقا ندهد ، کیف پول های او در معرض تهدید کوانتوم قرار می گیرند. بنابراین ، حتی اگر همه دارندگان BTC کیف پول خود را ارتقا دهند ، با یک حمله کوانتومی می توان یک میلیون BTC Satoshi را دزدیده و با یک ضربه به بازار فروخت.

حتی بدتر ، فقط نهنگ ها در معرض خطر نیستند. به هر حال ، هرکسی که آگاهانه روی دارایی رمزنگاری نشسته باشد ، مشتاق ارتقا در اسرع وقت خواهد بود. با این حال ، تصور می شود که در اطراف چهار میلیون BTC از بین رفته است به دلیل از دست دادن کلیدهای خصوصی کاربران توسط آنها. شخصی می تواند این حجم از رمزنگاری را در مدت زمان کوتاهی بدزدد و به فروش برساند ، می تواند اثرات مخربی در بازارها داشته باشد.

بنابراین ، لزوماً ایجاد رمزنگاری بلاکچین مقاوم در برابر کوانتوم نیست. اجرای هزاران یا حتی میلیون ها کیف پول به چالش واقعی تبدیل می شود.

امنیت رمزنگاری بلاکچین در برابر تهدید کوانتوم

اکثر مردم هنوز فکر می کنند تهدید کوانتومی چندین سال فاصله دارد ، شاید حتی بیش از یک دهه. با این حال ، سناریوی فوق نشان می دهد که چرا بسیار مهم است که پیشرفت در رمزنگاری بلاکچین شروع به بررسی مقاومت کوانتومی به عنوان یک اقدام پیشگیرانه کند.

امضاهای یکبار مصرف با رمزگذاری رمزنگاری

لجر مقاوم در برابر کوانتوم (QRL) یکی از بزرگترین پروژه های بلاکچین موجود نیست. با این حال ، تنها مورد استفاده آن اطمینان از رمزنگاری بلاکچین مقاوم در برابر کوانتوم است. این پروژه از یک اصل کار می کند که جدول زمانی پیش بینی در مورد پیشرفت در فن آوری کوانتوم ممکن است خطای پذیر باشد. به همین دلیل ، ما باید از قبل آماده باشیم برای این احتمال که تحولات کوانتومی زودتر از آنچه فکر می کنیم برسد.

عکس QRL

صفحه اصلی QRL

زنجیره بلوک QRL فاکتورگذاری عدد اول را برای رمزنگاری بلاکچین کاملاً از بین می برد. در عوض ، از طرح های امضاtend مرکل توسعه یافته (XMSS) ، که یک مدل پیچیده است ، استفاده می کند. با این حال ، در اصل ، این شامل تولید جفت کلید با استفاده از هش رمزنگاری می شود. این همان مفهوم هش بلوک در بلاکچین برای محافظت از مطالب است.

این جفت کلیدها فقط برای یک بار استفاده هستند و با استفاده از یک درخت مرکل جمع می شوند. با استفاده از رمزنگاری بلاکچین مبتنی بر هش به جای فاکتورسازی عدد اول ، امضاها برای اجحاف بسیار پیچیده تر می شوند. این هش کردن باعث مقاومت در برابر حملات کوانتومی می شود.

بلاکچین نکسوس هنگام انجام معاملات از مکانیزم دیگری استفاده می کند که زنجیره امضا نام دارد. Nexus کلید عمومی را هش می کند بنابراین اگرچه در بلاکچین قابل مشاهده است ، قابل خواندن نیست.

سپس هش کلید عمومی یک کلید خصوصی یکبار مصرف به عنوان امضای مجوز برای معامله تولید می کند. پس از آن ، کیف پول به طور خودکار یک جفت کلید عمومی / خصوصی جدید برای معامله بعدی ، همراه با یک آدرس ارسال یا دریافت کننده برای معامله فعلی ایجاد می کند. به این ترتیب ، کلیدهای تراکنش از آدرس جدا هستند و باعث می شود امنیت آن در برابر حملات کوانتومی بیشتر شود. گرچه این هنوز 100 درصد ضد کوانتوم نیست ، Nexus قصد دارد در آینده زیرساخت های خود را ارتقا دهد که باید درجه بهتری از مقاومت کوانتومی را تضمین کند.

نتیجه

علی رغم اینکه ممکن است تهدید هنوز به دور باشد ، رمزنگاری بلاکچین با چالش های منحصر به فرد محاسبات کوانتومی روبرو است. جامعه توسعه دهنده از تهدید بسیار آگاه است. از این رو ، معرفی راه حل های نوآورانه مانند راه حل های ذکر شده در اینجا. اجرای این نوع راه حل ها مهمترین بخش ضد کوانتومی در مورد بلاک چین های بزرگ مانند بیت کوین و اتریوم است..

با این حال ، جامعه توسعه دهنده بلاکچین اگر خلاق نباشد ، هیچ چیز نیست. دیدن برخی از ایده های بیرون آمده از چالش کوانتومی بسیار جالب خواهد بود. علاوه بر این ، دریابید که کدام یک از این ایده ها در نهایت به مقاوم ترین راه حل ها تبدیل می شوند.

تصویر ویژه با مجوز از Pixabay