أكدت بيتكوين أول معاملة على الشبكة الرئيسية باستخدام طريقة باحث أفيحو ليفي "بيتكوين المقاومة للكم" (Quantum-Safe Bitcoin) في 26 أغسطس، وذلك وفقًا لشركة ستارك وير (StarkWare).

أظهرت المعاملة التي تم تعدينها أن QSB يمكن أن يعمل بموجب قواعد إجماع بيتكوين الحالية. لم تتطلب رموز تشغيل جديدة (opcodes)، أو شوكة ناعمة، أو تغييرات من قبل عقد بيتكوين.

معاملات بيتكوين تحول الأمان نحو التجزئة

تعتمد معاملات بيتكوين القياسية على التوقيعات باستخدام تشفير المنحنى البيضاوي (elliptic-curve cryptography). يمكن لجهاز كمبيوتر كمي قوي بما فيه الكفاية ومقاوم للأخطاء، يقوم بتشغيل خوارزمية شور، أن يحسب نظريًا مفتاحًا خاصًا من مفتاحه العام المكشوف.

يغير QSB افتراضات الأمان لمخرج معين. يستخدم التزامات قائمة على التجزئة (hash-based commitments) ولغز التجزئة إلى توقيع (hash-to-signature puzzle) بدلاً من الاعتماد على صعوبة حل لوغاريتم المنحنى البيضاوي المتقطع (elliptic-curve discrete logarithm).

تستخدم الطريقة عمليات التحقق من ECDSA الحالية لبيتكوين كأداة، لكن أمانها يأتي من مقاومة الصورة الأولية (preimage resistance) لـ RIPEMD-160. يقدر التنفيذ المنشور ما يقرب من 118 بت من مقاومة الصورة الأولية الثانية ضد مهاجم يستخدم خوارزمية شور.

لا يستخدم QSB تقنية إثبات STARK الخاصة بـ StarkWare. ومع ذلك، يعتمد كلا النهجين بشكل كبير على وظائف التجزئة. كما ذكرنا سابقًا، تتجنب zk-STARKs افتراضات أمان المنحنى البيضاوي بينما تنتج إثباتات أكبر من العديد من أنظمة zk-SNARK.

تطلب QSB حسابات خارج السلسلة ووصولًا لعامل التعدين

يتضمن إنشاء إنفاق QSB البحث عن معلمات معاملة يمكن تفسير تجزئة RIPEMD-160 الناتجة عنها كتوقيع مشفر بـ DER صالح. يتطلب العثور على نتيجة مناسبة ما يقرب من 2⁴⁶ محاولة تجزئة.

تشير تقديرات مستودع ليفي إلى أن تكاليف البحث تتراوح بين 75 و 150 دولارًا باستخدام وحدات معالجة الرسوميات السحابية. وتسمح الورقة البحثية بنطاق أوسع يتراوح من 75 إلى 200 دولار لعدم اليقين في التنفيذ وتصف التكلفة بشكل عام بأنها بضع مئات من الدولارات.

تغطي هذه الأرقام الحسابات خارج السلسلة، وليس رسوم شبكة بيتكوين. تتطلب كل معاملة بحثها الخاص، على الرغم من إمكانية تقسيم العمل عبر عدة وحدات معالجة رسوميات.

تتجاوز معاملات QSB أيضًا حدود سياسة الترحيل القياسية لبيتكوين. لن تقوم العقد العادية عادةً بنشرها عبر الميمبول العام. قدمت خدمة Slipstream من MARA مسارًا مباشرًا إلى عامل تعدين لأول معاملة على الشبكة الرئيسية.

المعاملة لا تجعل بيتكوين مقاومة للكم

تثبت المعاملة المؤكدة أن قواعد إجماع بيتكوين تقبل بناء QSB. لا تثبت أن بيتكوين، أو جميع العناوين الموجودة، أو النظام البيئي الأوسع للمحافظ قد أصبح مقاومًا لهجمات الكم.

يعمل QSB مع نصوص ما قبل SegWit القديمة. ولا يحمي مباشرة مخرجات تابروت أو قنوات شبكة لايتنينج. يجب أن تدخل العملات أيضًا إلى مخرج QSB عبر معاملة تقليدية قبل تلقي حمايتها القائمة على التجزئة.

تخلق هذه الهجرة قيودًا مهمة. إذا كشفت المعاملة المصدر عن مفتاح عام بينما يوجد بالفعل مهاجم كمي قادر، يمكن للمهاجم استهداف العملات قبل التأكيد. تظل العناوين التي تم الكشف عن مفاتيحها العامة من خلال الإنفاق السابق خارج حماية QSB ما لم يقم أصحابها بنقلها مسبقًا.

وصف دانيال باتن، أخصائي بيتكوين، سابقًا الادعاءات الأوسع بأن QSB يجعل بيتكوين مقاومة للكم بالفعل بأنها "مبالغة"، مشيرًا إلى فشلها في معالجة العملات الخاملة والمفاتيح العامة التي تم الكشف عنها مسبقًا.

ترقية بروتوكول بيتكوين على مستوى البروتوكول لا تزال قيد الدراسة

يصف ليفي QSB بأنه "إجراء الملاذ الأخير"، وليس بديلاً قابلاً للتطوير لمعاملات بيتكوين العادية. إن تكلفة الحساب لهذه الطريقة، والنصوص البرمجية الكبيرة، والاعتماد على الإرسال المباشر لعمال التعدين تجعلها غير مناسبة لحجم المدفوعات العادي.

قال إيلي بن ساسون، الرئيس التنفيذي لشركة ستارك وير، في إشارة إلى احتمالية حدوث شوكة ناعمة: "ما تقدمه معاملة اليوم الناجحة لبيتكوين هو طمأنة بأنه يمكن حماية المقتنيات قبل حدوث ذلك".

تظل تلك الحماية مشروطة بأن يقوم أصحاب العملات بتحويلها إلى مخرجات متوافقة قبل أن يتمكن الكمبيوتر الكمي من مهاجمة التوقيعات الحالية. لم يتم الإعلان علنًا عن أي كمبيوتر كمي ذي صلة بالتشفير قادر على كسر مفاتيح بيتكوين.

يدرس المطورون بشكل منفصل BIP-360، الذي يقترح مخرجات الدفع إلى جذر ميركل (Pay-to-Merkle-Root) المصممة لتقليل التعرض طويل الأمد لهجمات الكم. على عكس QSB، سيتطلب اعتماد هذا الاقتراح تغييرًا في بروتوكول بيتكوين.

تشمل الخطوات التالية المراجعة المستقلة لرمز QSB، ومزيد من الاختبارات على الشبكة الرئيسية، والعمل على أنظمة توقيع ما بعد الكم أكثر قابلية للتطوير. توفر المعاملة حلًا احتياطيًا عمليًا، لكنها لا تلغي الحاجة إلى انتقال على مستوى الشبكة.