لقد تحولت "نهاية العالم الكمومية" التي طال النقاش حولها — أو "يوم-كيو" (Q-Day) — وهو اليوم الذي يمكن فيه لأجهزة الكمبيوتر الكمومية اختراق التشفير الحديث، من نظرية إلى سباق مع الزمن لصناعة البلوكتشين. ولكن الآن، هناك شبكات بلوكتشين تُطلق وتدعي أنها مستعدة لتلك الحتمية.

يوم الخميس، أطلق بروتوكول ناوريس (Naoris Protocol) شبكته الرئيسية (mainnet)، واصفًا الشبكة بأنها بلوكتشين مبني بتشفير مقاوم للحوسبة الكمومية منذ البداية، باستخدام خوارزميات معتمدة من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتقنية (U.S. National Institute of Standards and Technology).

ينضم المشروع إلى قائمة متزايدة من الجهود التي تستكشف كيف يمكن لشبكات البلوكتشين أن تعمل إذا ما تمكنت أجهزة الكمبيوتر الكمومية في نهاية المطاف من هزيمة أنظمة التشفير التي تعتمد عليها معظم شبكات البلوكتشين اليوم.

تقوم معظم سلاسل الكتل الرئيسية — بما في ذلك البيتكوين والإيثيريوم — بتأمين المعاملات بتوقيعات المفتاح العام، مثل خوارزمية التوقيع الرقمي للمنحنيات الإهليلجية (ECDSA). تعتمد هذه الأنظمة على مسائل رياضية لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حلها بشكل عملي. لكن الباحثين حذروا من أن جهاز كمبيوتر كمومي قوي بما فيه الكفاية يمكنه كسر تلك الحمايات باستخدام خوارزمية شور (Shor’s algorithm)، مما يسمح للمهاجمين باستنتاج المفاتيح الخاصة من المفاتيح العامة والسيطرة على المحافظ.

قال ناثانييل سيزريلا، الرئيس التنفيذي للنمو في بروتوكول ناوريس، إن المشروع اختار عمدًا تطبيق المعيار الفيدرالي النهائي لهذه التكنولوجيا بدلاً من الإصدارات البحثية المبكرة من الخوارزمية.

قال سيزريلا لمجلة Decrypt: "تعتبر معظم مشاريع البلوكتشين التي تجرب توقيعات ما بعد الكمومية 'Dilithium' و 'ML-DSA' علامتين تجاريتين قابلتين للتبديل". وأضاف: "ناوريس يتعامل معهما كحد فاصل صارم".

ML-DSA هي النسخة المعيارية من خوارزمية CRYSTALS-Dilithium التي وافق عليها المعهد الوطني للمعايير والتقنية (NIST) كجزء من برنامجه للتشفير المقاوم للحوسبة الكمومية. وكما أوضح سيزريلا، فإن CRYSTALS-Dilithium و ML-DSA-87 ليستا خوارزميتين منفصلتين. ML-DSA هي النسخة المعيارية المعتمدة من NIST لخوارزمية CRYSTALS-Dilithium، والتي تم نشرها تحت اسم FIPS 204 في أغسطس 2024.

يأتي إعلان ناوريس في الوقت الذي يناقش فيه مطورو البلوكتشين كيفية الانتقال إلى التشفير المقاوم للحوسبة الكمومية، حيث يتطلب ذلك تغييرات كبيرة على الشبكات الحالية. في فبراير، وضع فيتاليك بوتيرين، المؤسس المشارك لإيثيريوم، خطة لاستبدال العديد من المكونات التشفيرية للبروتوكول، بما في ذلك توقيعات BLS و ECDSA، ببدائل مصممة لمقاومة الهجمات الكمومية.

يستكشف مطورو البيتكوين أفكارًا مماثلة مع مساهمين يدعمون اقتراح BIP 360، وهو يهدف إلى تقليل انكشاف المفتاح العام في المعاملات من خلال تقديم نوع إخراج جديد يسمى "الدفع إلى جذر ميركل" (Pay-to-Merkle-Root). يعطل التصميم ميزة تقنية تسمى إنفاق مسار المفتاح (key-path spending)، والتي تكشف المفاتيح العامة عند إنفاق العملات، ويمهد الطريق لإضافة أنظمة توقيع مقاومة للحوسبة الكمومية في تحديثات "سوفت فورك" (soft forks) مستقبلية.

نظرًا لأن سجلات معاملات البلوكتشين عامة ودائمة، فإن التوقيعات التشفيرية المرفقة بتلك المعاملات تظل مرئية إلى أجل غير مسمى. إذا وصلت أجهزة الكمبيوتر الكمومية في نهاية المطاف إلى النطاق المطلوب، فسيتمكن المهاجمون من تحليل بيانات المعاملات السابقة لاستعادة المفاتيح الخاصة من التوقيعات المكشوفة.

قال سيزريلا إن ناوريس يسعى لتقليل هذا الخطر من خلال فرض الانتقال بعيدًا عن التوقيعات الكلاسيكية بمجرد اعتماد الحساب لمفتاح مقاوم للحوسبة الكمومية.

قال: "بمجرد أن يكون الحساب مرتبطًا بتشفير PQC، يفرض النظام انتقالًا صعبًا وغير قابل للإلغاء". وأضاف: "يقوم معالج المعاملات بفحص كل معاملة واردة. إذا كان عنوان المرسل يحتوي على ربط PQC في السجل، فيجب أن تحتوي المعاملة على توقيع داخلي ML-DSA صالح".

وأوضح أن أي معاملة بتوقيع ECDSA فقط من حساب مرتبط تُرفض مع ظهور خطأ محدد يخبر المستخدمين بأن توقيع PQC مطلوب للحساب المرتبط.

تعمل شبكة ناوريس حاليًا بمجموعة محدودة من مشغلي المدققين (validator operators) بينما يوسع المشروع المشاركة. قبل إطلاق الشبكة الرئيسية، ذكرت ناوريس أن شبكتها التجريبية (test network) عالجت أكثر من 106 مليون معاملة مقاومة للحوسبة الكمومية واكتشفت أكثر من 603 مليون تهديد أمني. لم تتحقق Decrypt بشكل مستقل من هذه الأرقام.

نظرًا لأن ناوريس لا يستطيع تأمين الأصول المسجلة بالفعل على سلاسل الكتل التي تعتمد على التشفير الكلاسيكي بأثر رجعي، قال سيزريلا إن المستخدمين سيحتاجون إلى نقل الأصول إلى شبكة ناوريس لتكون محمية.

قال: "تصبح الأصول المنقولة إلى ناوريس آمنة كموميًا، بينما تظل الأصول المتروكة على السلاسل الكلاسيكية عرضة للخطر". وأضاف: "كلما هاجر المستخدمون مبكرًا، كلما صغر نطاق تعرضهم للخطر".