آیا کامپیوتر های کوانتومی می توانند بلاکچین را نابود کنند؟

مقدمه

مدتی است که خبر ساخت کامپیوتر کوانتومی قدرتمند توسط کمپانی گوگل، بازار استخراج‌کنندگان ارزهای دیجیتال را تحت تاثیر قرار داده و عده‌ای معتقدند، وجود کامپیوتر های کوانتومی، صنعت ماینینگ و درنتیجه ساختار اصلی بلاکچین‌های مرسوم (خصوصا بلاکچین‌هایی که از الگوریتم گواه اثبات کار استفاده می‌کنند) را از بین خواهد برد. در این مطلب ضمن آشنایی با این کامپیوترها و تاثیر آن‌ها بر تکنولوژی بلاکچین، صحت این ادعا را بررسی خواهیم کرد.

خرید ارز دیجیتال با ۱۰ هزار تومان!

تو صرافی ارزپلاس میتونی فقط با ۱۰ هزار تومان و با کارمزد صفر، بیش از ۶۰۰ ارز دیجیتال رو بخری!

شروع

کامپیوترهای کلاسیک در مقایسه با کامپیوتر های کوانتومی

برخلاف کامپیوترهای کلاسیک که از گیت‌های منطقی معمولی استفاده می‌کنند، توان عملیاتی محدودی دارند و ساختار پدیده ماینینگ هم باتوجه به محدودیت‌های این نوع کامپیوترها ایجاد شده است، محاسبات کوانتومی با استفاده از اصول مکانیک کوانتوم (مثل درهم تنیدگی و برهم‌نهی) صورت می‌گیرند. محاسبات کوانتومی شامل ارتباط کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی است.

تاریخچه کامپیوتر های کوانتومی

در اوایل دهه 80 میلادی، ایده ایجاد کامپیوترهای کونتومی، که قابلیتی فراتر از توان کامپیوترهای کلاسیک دارند، توسط افرادی به نام‌های ریچارد فیمن و یوری مانین برای اولین بار مطرح شد. البته چند سال بعد در سال 1994، الگوریتمی که مسائل رمزنگاری نامتقارن را به‌طور بهتر و کاراتری حل می‌کرد، توسط پیتر شور توسعه پیدا کرد.

کامپیوترهای کوانتومی در این سال‌ها توسعه زیادی پیدا کردند و از ایده، به واقعیت تبدیل شدند. این کامپیوترها در حال حاضر با دو روش آنالوگ و دیجیتال به‌کار گرفته می‌شوند. البته شبیه‌سازی کوانتومی، انلینگ کوانتومی و محاسبات آدیاباتیک کوانتومی انواع مختلف روش آنالوگ هستند.

در مجموع کامپیوتر های کوانتومی دیجیتال، برخلاف کامپیوترهای دیجیتالی کلاسیک، برای انجام محاسبات از گیت‌های منطقی کوانتومی استفاده می‌کند. گیت منطقی کوانتومی مقدار اولیه کوانتومی دارد و با وجود این‌که گیت‌ها مشابه گیت‌های منطقی معمولی هستند اما برروی تعدادی کیوبیت یا بیت کوانتومی کار می‌کنند.

کامپیوتر های کوانتومی چه ارتباطی با بلاکچین دارد؟

مسئله اصلی اینجاست که الگوریتمی با نام Shor وجود دارد که با تجزیه فاکتور، حل بسیاری از مسائل رمزنگاری را آسان می‌سازد و عملا امنیت این نوع رمزنگاری‌ها را از بین می‌برد.

همانطور که می‌دانید در استخراج بیت کوین و یا سایر رمزارزها، اتفاقی که رخ می‌دهد استفاده از توابع ریاضی یک‌طرفه‌ای است که پیاده‌سازی آسان، اما محاسبات بسیار پیچیده و دشواری دارد. این محاسبات در امضای دیجیتال، فرایند ارسال تراکنش و همچنین تایید تراکنش‌ها استفاده می‌شود. در حقیقت همین دشوار بودن محاسبات و سرعت پایین پیشرفت انجام آن است که امنیت شبکه را در بلاکچین تضمین می‌دارد.

با مطرح شدن این موضوع، بسیاری از محققان حوزه بلاکچین وارد این حوزه شدند و راهکارهایی را پیشنهاد کردند که با استفاده از آن‌ها می‌توان تکنولوژی بلاکچین و امنیت آن را از تهدید کامپیوتر های کوانتومی مصون ساخت.

رمزنگاری مقاوم در برابر کامپیوتر های کوانتومی

یکی از روش‌های پیشنهاد شده توسط محققان برای خنثی کردن تاثیر کامپیوتر های کوانتومی بر بلاکچین، استفاده بلاکچین از توابع رمزنگاری متفاوت است. یکی از این مدل‌ها که توسط محققان نیوزلندی مطرح شده است، ایجاد یک مجموعه زنجیره‌ای از بیت‌هایی است که برخلاف ساختار فعلی بلاکچین، علاوه بر بعد فضا، دارای بعد زمان هم باشند. در این صورت نمی‌توان به هیچ نحوی اطلاعات گذشته را، که مربوط به زمان دیگری هستند، تغییر داد. البته برای این کار نیاز به اینترنت کوانتومی وجود دارد.

در مجموع سایر راهکارهای مطرح شده نیز این نتیجه را می‌دهند که ایجاد ساختاری مقاوم درمقابل کامپیوترهای کوانتومی در بلاکچین، کاری است که دیر یا زود توسط توسعه‌دهندگان انجام خواهد شد. ضمن این‌که کامپیوترهای کوانتومی نیز همچنان به مرحله ساخت و کاربرد گسترده نزدیک نشده‌اند. این کامپیوترها بسیار هزینه‌بر هستند و نیاز به پشت سر گذاشتن موانع زیادی خواهند داشت؛ لذا بدون شک تا زمان ارائه گسترده کامپیوتر های کوانتومی، ساختارهای رمزنگاری مقاوم دربرابر آن‌ها، بر روی بلاکچین‌ها پیاده‌سازی خواهد شد.

راهکارهای مطرح شده جهت ایجاد بلاکچین های مقاوم درمقابل کامپیوتر های کوانتومی

یکی از صاحب‌نظران به نام شین شین فان، مدیرعامل پلتفرم IoTeX که در زمینه بلاکچین و اینترنت اشیا فعال است، اظهار داشت که متخصصان باید با ایجاد سه تغییر مهم، بلاکچین را درمقابل کامپیوترهای کوانتومی مقاوم سازند. از دیدگاه وی، رمزنگاری مقاوم دربرابر کامپیوتر کوانتومی باید استانداردسازی شود، ضمن این‌که باید به سرعت پیشرفت رمزنگاری و نظارت بر بلاکچین نیز توجه زیادی شود. فان می‌گوید:

استانداردسازی رمزنگاری مقاوم در مقابل رایانش کوانتومی توسط موسسه ملی استانداردها و فناوری آغاز شده است و پیشرفت‌هایی در این زمینه صورت گرفته است. محققان باید با داشتن توجه ویژه‌ای به این بخش، هرچه سریع‌تر به یک استاندارد نهایی رسیده و آن را بر روی بلاکچین‌های فعلی و بلاکچین‌های آینده پیاده‌سازی کنند.

همچنین از دیگر نکات مطرح شده، توجه به سرعت پیشرفت رمزنگاری می‌باشد. توسعه‌دهندگان باید آمادگی لازم را جهت پیاده سازی تغییرات جدید و ایجاد بلاکچین‌های مقاوم در مقابل کامپیوتر های کوانتومی، کسب نمایند. علاوه بر این، باید فرایندهایی جهت نظارت بر بلاکچین و تعیین زمان اجرای به‌روزرسانی‌ها جهت ایجاد مقاومت در مقابل کامپیوتر های کوانتومی، اتخاذ شوند.

از نظر فان و بسیاری از محققان دیگر، کامپیوترهای کوانتومی دیر یا زود به گسترش لازم خواهند رسید و بدون شک بر حوزه بلاکچین نیز تاثیرات زیادی خواهند گذاشت. اما تغییراتی که بلاکچین جهت مقابله با رایانش کوانتومی، مجبور به انجام آن خواهد بود، موجب توسعه، پیشرفت و تکامل این فناوری خواهند شد. با وجود ایده‌های مختلف و عملی متخصصان جهت پویاتر کردن بلاکچین و استفاده از رمزنگاری‌های مقاوم، می‌توان گفت که احتمالا خطری از سوی کامپیوتر های کوانتومی تکنولوژی بلاکچین را تهدید نخواهد کرد.

کامپیوترهای کوانتومی و استخراج بیت کوین

همانطور که گفته شد، همچنان راه زیادی تا گسترش کامپیوتر های کوانتومی باقی مانده است، اما در هر صورت در آن زمان، تاثیرات این کامپیوترها بر حوزه بلاکچین مشهود خواهد بود. استخراج ارز دیجیتال برتر دنیا یعنی بیت کوین نیز مسلما از اولین حوزه‌هایی خواهد بود که در این حالت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.

مسلما بیت کوین نیز برای ایجاد مقاومت درمقابل کامپیوتر های کوانتومی نیاز به تغییرات و به‌روزرسانی‌هایی خواهد داشت. درست است که ساختار بلاکچین بیت کوین به خودی خود، پروتکل‌هایی را برای محدود ساختن میزان استخراج درنظر گرفته، اما در هرصورت عملکرد کامپیوتر های کونتومی چیزی فراتر از نحوه کار کامپیوترهای کلاسیک است و مسلما می‌تواند مشکلاتی را ایجاد نماید.

سخن پایانی

درنهایت می‌توان گفت که کامپیوترهای کوانتومی با توان عملیاتی بسیار بالا، تمامی معادلات و پروتکل‌ها را در حوزه‌های مختلفی از جمله رمزنگاری و بلاکچین، برهم خواهند زد. اما تا زمان انتشار و گسترش آن‌ها به‌صورت عملی، هنوز فرصت باقیست. این فرصت زمانی بسیار مناسب و حیاتی برای توسعه‌دهندگان فناوری‌هایی مانند بلاکچین است، تا با تغییر ساختار و ایجاد استانداردهای جدید، خود را در مقابل آسیب‌های احتمالی واردشده از سوی کامپیوتر های کوانتومی بیمه سازند.