كشفت دراسة أسفرت عن أخبار مهمة تتعلق بخصوصية العملات المشفرة أن أنظمة إثبات المعرفة الصفرية (ZKPs)، بما في ذلك رايلجن (Railgun) وبرايفسي بولز (PrivacyPools) وأليو (Aleo) وأزتيك (Aztec)، محصنة رياضياً ضد هجمات الكم، لأنها تعتمد على الأمان القائم على نظرية المعلومات بدلاً من التشفير، مما يعني أنها تظل آمنة حتى ضد المهاجمين ذوي القوة اللانهائية، بمن فيهم أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية.
وصلت أخبار خصوصية العملات المشفرة يوم الثلاثاء باكتشاف مهم: يبدو أن تهديد الحوسبة الكمومية نفسه الذي أثار خرائط طريق طارئة في ريبل والبيتكوين والإيثيريوم لا ينطبق على أنظمة إثبات المعرفة الصفرية المحافظة على الخصوصية. وخلصت دراسة شارك في تأليفها باحثون من كوين بيس بالتعاون مع فرق من ستانفورد ومؤسسة إيثيريوم إلى أن شبكات مثل رايلجن وبرايفسي بولز تعتمد على نموذج أمان مختلف جوهرياً عن النموذج الذي صممت أجهزة الكمبيوتر الكمومية لمهاجمته.
تمت مشاركة الدراسة مع دي إل نيوز (DL News) وتخلص إلى أن أنظمة إثبات المعرفة الصفرية "تعتمد على أنظمة قائمة على نظرية المعلومات آمنة حتى ضد المهاجمين ذوي القوة اللانهائية بسبب كيفية هيكلة المعلومات ومشاركتها، وليس بسبب التشفير." هذا التمييز ليس مسألة درجة. إنه فرق قاطع بين الأمان الحسابي والأمان القائم على نظرية المعلومات.
يعتمد أمان البلوك تشين القياسي، بما في ذلك الحماية على محافظ البيتكوين وحسابات الإيثيريوم، على الصعوبة الحسابية: الافتراض بأن حل المشكلة الرياضية الأساسية يتطلب قوة حاسوبية أكبر مما يمتلكه أي مهاجم. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تستخدم خوارزمية شور (Shor’s algorithm) نظرياً حل فئات معينة من هذه المشاكل الرياضية بسرعة أكبر أضعافاً مضاعفة من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، وهذا هو السبب في اعتبار تواقيع المنحنى الإهليلجي للبيتكوين عرضة للخطر المحتمل.
تعمل إثباتات المعرفة الصفرية بشكل مختلف. فهي تسمح لطرف بإثبات معرفة سر دون الكشف عن السر نفسه، ويأتي ضمان الأمان من المبادئ القائمة على نظرية المعلومات بدلاً من الصعوبة الحسابية. حتى الكمبيوتر ذو قوة المعالجة اللانهائية لا يمكنه استخلاص معلومات أكثر مما صمم الإثبات للكشف عنه. هذه الخاصية الهيكلية تجعل أدوات الخصوصية القائمة على ZK محصنة ضد خوارزمية شور وأي هجوم كمي يستهدف الصعوبة الحسابية.
رايلجن (Railgun) هو بروتوكول خصوصية يحمي مبالغ المعاملات وعناوينها باستخدام إثباتات المعرفة الصفرية (ZKPs) على إيثيريوم. برايفسي بولز (PrivacyPools) هو بروتوكول مصمم للسماح بالخصوصية المتوافقة من خلال تمكين المستخدمين من إثبات أن أموالهم لا تأتي من مصادر محظورة دون الكشف عن سجل معاملاتهم الكامل. أليو (Aleo) هو بلوك تشين من الطبقة الأولى مبني أصلاً حول إثباتات المعرفة الصفرية. أزتيك (Aztec) هو طبقة إيثيريوم ثانية (Layer 2) مع تنفيذ عقود ذكية خاصة عبر إثباتات المعرفة الصفرية.
تعتمد جميع الشبكات الأربعة على الأمان القائم على نظرية المعلومات لضمانات الخصوصية الأساسية الخاصة بها. ويعني استنتاج دراسة كوين بيس أنه عندما تنضج أجهزة الكمبيوتر الكمومية في نهاية المطاف إلى درجة تهديد أمان مفاتيح البيتكوين، فإن خصائص الخصوصية لهذه الشبكات ستبقى سليمة. أما نقاط ضعفها، إن وجدت، فستأتي من مكونات أخرى لبنيتها، مثل تواقيع المنحنى الإهليلجي الأساسية المستخدمة لمصادقة الحسابات، وهي طبقة أمان منفصلة عن نظام إثبات المعرفة الصفرية نفسه.
يأتي هذا الاكتشاف في الوقت الذي يثير فيه النقاش الأوسع حول مخاطر الكم على البيتكوين احتكاكاً في الحوكمة عبر النظام البيئي. وقد تركز النقاش حول تهديد الكم في البيتكوين على ما إذا كان يجب فرض ترحيل العملات أو الاعتماد على ترقيات اختيارية. تتجنب البنية التحتية للخصوصية القائمة على ZK هذا النقاش بالكامل، لأن نموذجها الأمني الأساسي كان محصناً ضد الكم بحكم تصميمه.
بالنسبة لمطوري التمويل اللامركزي (DeFi) والمستخدمين المؤسسيين الذين يقيمون خيارات البنية التحتية على المدى الطويل، توفر الدراسة أساساً ملموساً لمعاملة أدوات الخصوصية القائمة على ZK على أنها أكثر مقاومة للمستقبل بشكل قاطع من حسابات البلوك تشين التقليدية القائمة على الشفافية فيما يتعلق بتهديد الكم. وقد أيد فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإيثيريوم، علناً بروتوكولات مثل رايلجن على أسس أوسع، مجادلاً بأن الخصوصية يجب أن تكون خياراً افتراضياً لمستخدمي البلوك تشين. ويضيف اكتشاف الحصانة الكمومية بعداً أمنياً لتلك الحجة.
