جوجل تصدر تحذيراً: قد تتمكن الحوسبة الكمومية من اختراق تشفير البيتكوين بحلول عام 2029

يشير باحثو جوجل إلى أنه بحلول عام 2029، قد تتمكن الحواسيب الكمومية من اختراق أنظمة أمان سلاسل الكتل التقليدية. حاليًا، ما يصل إلى 6.9 مليون بيتكوين معرضة للاختراق بواسطة قوة الحوسبة الكمومية في أي وقت بسبب انكشاف المفاتيح العامة.

يُعتبر الاستثمار في الحوسبة الكمومية عمومًا رهانًا على المستقبل. من المتوقع ظهور أنظمة كمومية واسعة النطاق وعالية الأداء في السنوات القادمة، مما يحمل معه إمكانات هائلة للتغيير الجذري ومخاطر جديدة. تحذر جوجل من التراخي.

تعمل هذه الشركة التابعة لشركة ألفابت على تطوير طموحاتها في مجال الحوسبة الكمومية. يُعتقد أن شريحة Willow الخاصة بها قد أشعلت حماسًا عالميًا للحوسبة الكمومية بحلول نهاية عام 2024، مما وضع هذه التقنية الناشئة تحت الأضواء.

الآن، أصدر باحثو جوجل ورقة بحثية تفيد بأن "يوم Q" (اللحظة التي تستطيع فيها الحواسيب الكمومية اختراق التشفير الذي يحمي كميات هائلة من البيانات العالمية) ليس تهديدًا بعيدًا.

حددت الشركة عامًا معينًا، وحثت الجمهور على الاستعداد لهذا الحدث قبل ذلك.

تركز هذه الورقة البحثية، التي نُشرت هذا الأسبوع على منصة arXiv التابعة لجامعة كورنيل، تحديدًا على العملات المشفرة. تعتمد معاملات العملات المشفرة على مفتاحين: مفتاح خاص ومفتاح عام. المفتاح الخاص هو رقم كبير جدًا وعشوائي وسري يسمح لك بإدارة أموالك والوصول إليها. أما المفتاح العام المقابل، فيتم مشاركته علنًا ويُستخدم لاستلام العملات المشفرة. يعتمد أمان العملات المشفرة مثل بيتكوين على تقنية تُسمى تشفير المنحنى الإهليلجي. ويفترض هذا التشفير أساسًا أن أجهزة الكمبيوتر الحالية لا تستطيع استخلاص المفتاح الخاص من المفتاح العام. وهذا صحيح، فالحواسيب التقليدية ببساطة لا تستطيع القيام بذلك في وقت معقول. ومع ذلك، تختلف أجهزة الكمبيوتر الكمومية. فكما ذكرت بارونز سابقًا، قد تتمكن الأجهزة المستقبلية من تشغيل خوارزمية كمومية تُسمى "خوارزمية شور"، والتي يمكنها تحليل الأعداد الكبيرة إلى عواملها الأولية. تُسلط الورقة البحثية الضوء على حالة استخدام محددة لخوارزمية شور تُعرف باسم "هجوم الإنفاق". عند إرسال عملة بيتكوين، يُكشف مفتاحك العام لفترة وجيزة للشبكة بينما تكون المعاملة في مجمع المعاملات بانتظار التأكيد. تستغرق هذه العملية حوالي 10 دقائق. وقد وجد الباحثون أن تشغيل خوارزمية شور المُحسّنة على حاسوب كمومي فائق السرعة (أو حاسوب يستخدم بنية كمومية محددة) يُمكنه استخلاص المفتاح الخاص من المفتاح العام في غضون 9 إلى 12 دقيقة فقط. والأهم من ذلك، يُقدّر الباحثون أنه على حاسوب كمومي فائق التوصيل، يلزم أقل من 500,000 كيوبت فعلي لكسر تشفير المنحنى الإهليلجي الذي يحمي بيتكوين ومعظم العملات الرقمية الشائعة. وهذا أقل بنحو 20 مرة من التقديرات السابقة. ويشير الباحثون إلى أن ما يصل إلى 6.9 مليون بيتكوين مُخزّنة في عناوين تم فيها كشف المفاتيح العامة. نظرًا لأن هذه المفاتيح عامة، فلن يتقيد النظام الكمومي بفترة العشر دقائق، وسيتمكن من استخدام خوارزمية شور لاختراق هذه المحافظ في أي وقت. صرّح جاستن دريك، أحد مؤلفي الورقة البحثية، على وسائل التواصل الاجتماعي بأن ثقته في حلول "يوم الكم" قبل عام 2032 قد "ازدادت بشكل ملحوظ". ويتوقع دريك أنه بحلول ذلك العام، ستكون احتمالية استعادة النظام الكمومي للمفتاح الخاص من مفتاح عام مكشوف 10% على الأقل. وكتب دريك: "أتوقع أن يتغير مسار النقاش، وأن يدفع ذلك الاستثمار في أبحاث التشفير ما بعد الكمومي". وبينما يُقرّ بأنه ليس "خبيرًا في الكم" وأن هذه النتائج، التي لم تخضع بعد لمراجعة الأقران، تحتاج إلى وقت "للتحقق منها بشكل صحيح"، إلا أنه يعتقد أن تقديرات جوجل متحفظة، استنادًا إلى مناقشات مع فريق البحث. ويُجمع خبراء الصناعة على أن هذا الحدث سيحدث على الأرجح في وقت ما خلال العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، لكن جوجل تتوقع حلول "يوم الكم" في وقت أقرب. تؤمن الشركة بأن حاسوبًا كموميًا ذا قدرات تشفيرية عملية قد يكون كافيًا لاختراق معظم سلاسل الكتل الشائعة بحلول عام 2029 تقريبًا. ويتزامن هذا الجدول الزمني مع الأطر الزمنية المستهدفة التي حددتها معظم فرق البحث الكمومي لظهور حواسيب كمومية تجارية واسعة النطاق. كما تهدف شركة IBM، التي تُعتبر غالبًا منافسًا لشركة جوجل في مجال الكم، إلى نشر حاسوب فائق مقاوم للأخطاء قبل ذلك الموعد. وفي منشور على مدونتها الأسبوع الماضي، حثت جوجل الشركات على تعزيز إجراءات الأمن السيبراني لديها لتجنب التخلف عن الركب. وكتبت الشركة: "إن التهديدات التي تواجه تقنية التشفير موجودة بالفعل اليوم بسبب هجمات 'التخزين أولًا، ثم فك التشفير لاحقًا'. أما التهديدات التي تواجه التوقيعات الرقمية، من ناحية أخرى، فتمثل مخاطر مستقبلية". وتسعى جوجل بشكل خاص إلى الانتقال إلى "التشفير ما بعد الكمومي"، الذي يستخدم خوارزميات جديدة مقاومة للكم لحماية البيانات من الهجمات المستقبلية.