لن تمحو الحواسيب الكمومية عملة البيتكوين أو الإيثريوم أو أي سلسلة أخرى بين عشية وضحاها، لكنها ستكسر في النهاية أجزاء محددة من الرياضيات التي تعتمد عليها تقريبًا كل سلسلة بلوكتشين. هذا الفارق مهم. يجادل تحليل تقني حديث نشرته StarkWare، الشركة التي تقف وراء Starknet، بأن الخطر الحقيقي الذي تواجهه شبكات البلوكتشين أمام الحوسبة الكمومية ليس سيناريو هلاك شامل، بل هو مجموعة من خمس نقاط ضعف يمكن تحديدها، لكل منها حلها الزمني الخاص. ابحث عن الرياضيات المعرضة للخطر، كما يشير الدليل، وستجد بالضبط أين يكمن الخطر.
Summary
أهم النقاط
- تهدد الحواسيب الكمومية شبكات البلوكتشين من خلال كسر رياضيات تشفير محددة، خصوصًا تواقيع المنحنيات الإهليلجية، وليس عبر تدمير التقنية بالكامل دفعة واحدة.
- ثلاث فئات من التشفير معرضة للخطر: التواقيع، والتشفير، والهاش، وكل منها يتأثر بشكل مختلف بخوارزميات كمومية مثل خوارزميتي شور وغروفر.
- توجد بالفعل بدائل معيارية لما بعد الكم، بما في ذلك ML-DSA وSLH-DSA وFalcon-512 للتواقيع وML-KEM للتشفير.
- تحمل خمسة “أسطح هجرة” في البلوكتشين هذا الخطر: المفاتيح والحسابات، التطبيقات والمدخلات، الإثبات، الإجماع والثقة عبر السلاسل، وتشفير نقل البيانات على الشبكة.
- يُشار إلى Starknet كمثال نادر يجمع بين إثباتات قائمة على الهاش وحسابات قابلة للترقية، ما يمنحه مسارًا جزئيًا وموثقًا نحو مقاومة الحوسبة الكمومية.
تهديدات الحوسبة الكمومية لتشفير البلوكتشين
يكمن الخطر الأساسي في خوارزمية واحدة تقوم بمعظم الضرر. يمكن لـخوارزمية شور، عند تشغيلها على حاسوب كمومي قوي بما يكفي، أن تعمل بالعكس انطلاقًا من مفتاح عام لاسترجاع المفتاح الخاص الذي يقف خلفه — وهو أمر لا تستطيع الحواسيب الكلاسيكية فعله ضمن إطار زمني عملي. هذه القدرة الواحدة هي ما يحوّل مخاوف أمان البلوكتشين أمام الحوسبة الكمومية من نظرية إلى مخاطر محددة.
وفقًا لدليل StarkWare، يكمن تقريبًا كل التعرض للخطر داخل ثلاث فئات من التشفير، ويتعامل الحاسوب الكمومي مع كل منها بشكل مختلف. التواقيع تثبت أن معاملة ما تعود لمالك المحفظة؛ يمكن لخوارزمية شور اشتقاق المفتاح الخاص من المفتاح العام والتوقيع نيابة عن ذلك المستخدم. التشفير يحافظ على خصوصية البيانات أثناء النقل، وتكسر الخوارزمية نفسها هذا التشفير أيضًا — ما يعني أن حركة المرور المسجلة اليوم يمكن فك تشفيرها بعد سنوات عندما يلحق العتاد بالتطور. أما الهاش، أي البصمات أحادية الاتجاه التي تقف خلف الإثباتات والعناوين وحالة السلسلة، فيتأثر غالبًا بخوارزمية أضعف تُسمى خوارزمية غروفر، والتي تسرّع التخمين لكنها نادرًا ما تشكل تهديدًا حقيقيًا — باستثناء الحالات التي يعتمد فيها الهاش ما زال على تواقيع المنحنيات الإهليلجية، حيث تنطبق خوارزمية شور هناك أيضًا.
حلول التشفير لما بعد الكم في البلوكتشين
توجد بالفعل حلول لكل فئة من فئات التشفير وقد جرى توحيدها، وفقًا للتحليل نفسه. بالنسبة للتواقيع، يتمثل المسار الموصى به في مخطط لما بعد الكم مثل ML-DSA أو SLH-DSA أو المخطط المقترح Falcon-512. وبالنسبة للتشفير، فإن البديل المعياري هو بروتوكول تبادل مفاتيح لما بعد الكم يُسمى ML-KEM، وقد جرى تقنينه ضمن المعيار FIPS 203. أما الهاش فلا يحتاج إلى أي رياضيات جديدة على الإطلاق — فهاش كبير بما يكفي مبني على SHA-256 أو SHA-3 يظل آمنًا بالفعل أمام الهجمات الكمومية.
هذه واحدة من النتائج المطمئنة نسبيًا المخبأة في الدليل: هجرة تشفير البلوكتشين إلى ما بعد الكم ليست مشكلة بحثية تنتظر اختراقًا علميًا. الخوارزميات جاهزة. ما ينقص، في معظم الحالات، هو عملية نشر منسقة عبر الشبكات الحية التي تحتفظ بقيمة حقيقية.
خمسة أسطح حرجة في البلوكتشين معرضة لهجمات كمومية
لا يصيب الخطر الكمومي البلوكتشين كنقطة فشل واحدة — بل يظهر عبر خمسة أسطح هجرة مميزة، لكل منها آلية مختلفة، وتعرض مختلف، وحل مختلف.
المفاتيح والحسابات: حيث تكون الأموال في أعلى درجات الخطر
يتم تفويض كل معاملة بواسطة توقيع مرتبط بالمفتاح السري لمحفظة ما، واليوم يعتمد هذا التوقيع تقريبًا دائمًا على رياضيات المنحنيات الإهليلجية مثل ECDSA. يكمن الخطر هنا في كونه مباشرًا وماليًا: في اللحظة التي تجري فيها المحفظة معاملة، يصبح مفتاحها العام مرئيًا على السلسلة، ويمكن لحاسوب كمومي اشتقاق المفتاح الخاص والتوقيع نيابة عن المالك. تقسيم الحفظ بين عدة أطراف عبر إعدادات multisig أو MPC لا يساعد، لأن المخطط الأساسي نفسه هو ما ينكسر فعليًا. تفصيل واحد يحدد من يتعرض أولًا — بما أن معظم العناوين ليست سوى هاش للمفتاح العام، فإن الأموال غير المنفقة تبقى مخفية حتى ينفقها المالك لأول مرة.
يتطلب الحل استبدال مخطط توقيع الحساب بمخطط لما بعد الكم، لكن الجزء الصعب ليس في التشفير نفسه — بل في عملية الهجرة. فمعظم مخططات التوقيع مدمجة في البروتوكول، لذا فإن تغييرها يعني عملية هارد فورك منسقة تمس أموال الجميع. أما عندما تكون الحسابات قابلة للبرمجة، فيمكن للمستخدمين تحديث مخطط التوقيع الخاص بهم دون الحاجة إلى أي تغيير على مستوى البروتوكول. يعمل Starknet بهذه الطريقة، والمحافظ لما بعد الكم تعمل بالفعل على شبكته الرئيسية، بما في ذلك تطبيق نفذته شركة Open Zeppelin.
العقود الذكية والأوراكل وأنظمة الإثبات
بعيدًا عن المحافظ، تحمل البرامج التي تعمل على السلسلة والبيانات الخارجية التي تثق بها تعرضها الخاص. فالعقد الذكي الذي يضمّن فحص توقيع قديم يستمر في الوثوق به طويلًا بعد أن ينكسر ذلك المخطط. عادة ما تُشارك مفاتيح الأوراكل والعشوائية عبر العديد من التطبيقات، لذا يصبح الكسر الواحد مشكلة نظامية — إذ يمكن لتزوير توقيع أوراكل واحد أن يفسد كل عقد يقرأ من ذلك المصدر في الوقت نفسه. يكمن الحل إلى حد كبير في عمل المنظومة: انتقال العقود ومزودي البيانات إلى تواقيع لما بعد الكم، ويفضل أن يكون ذلك على بروتوكولات تسمح لهم بالتحقق من مخططات جديدة دون انتظار ترقية على مستوى الشبكة بأكملها.
تواجه أنظمة الإثبات انقسامًا موازيًا. إذا كان الإثبات يعتمد على رياضيات المنحنيات الإهليلجية — كما في المخططات المعتمدة على الاقتران مثل التزامات KZG — فيمكن لحاسوب كمومي في النهاية تزوير إثبات لحالة لم تحدث فعليًا. لا تحمل الإثباتات القائمة على الهاش مثل هذا الضعف. هذا هو الفارق نفسه الذي يميز بين zk-SNARKs و zk-STARKs على نطاق أوسع: تميل SNARKs عادة إلى الاعتماد على افتراضات المنحنيات الإهليلجية وغالبًا ما تتطلب حفل إعداد موثوق، بينما تعتمد STARKs فقط على مقاومة التصادم في دوال الهاش، وهو افتراض أمني أكثر تحفظًا يصمد أمام الهجمات الكمومية، وفقًا لشرح تقني منفصل من crypto.news. لهذا يُنظر إلى الإثبات القائم على الهاش، دون تبعيات على المنحنيات الإهليلجية، على أنه الخيار الأكثر متانة على المدى الطويل.
الإجماع والجسور عبر السلاسل وتشفير الشبكة
تعود نهائية البلوكتشين والثقة عبر السلاسل في جوهرها إلى التحقق من مجموعة من تواقيع المدققين أو اللجان. إذا تم تزوير مجموعة التواقيع هذه، يمكن للمهاجم تزوير النهائية نفسها أو تمرير سحب احتيالي عبر جسر — وهو سيناريو خطير بشكل خاص نظرًا لأن الجسور هي بالفعل الجزء الأكثر تعرضًا للهجوم في عالم العملات المشفرة، مع سرقة مليارات الدولارات عبر استغلالات تقليدية وحدها. يتضمن الحل ترحيل تواقيع المدققين واللجان والتسوية إلى مخططات لما بعد الكم، وهو أمر أسهل عندما تكون منطقية التوقيع موجودة داخل عقود قابلة للترقية. يُقال إن Starknet يخطط لترحيل تواقيع الإجماع على هذا الأساس. ومع ذلك، فإن أمان العبور بين السلاسل له سقف مشترك: فشبكة الطبقة الثانية ترث تشفير سلسلة الأساس، لذا لا تكون أي طبقة ثانية محمية بالكامل حتى تهاجر طبقتها الأولى الأساسية أيضًا.
يغطي السطح الخامس، وهو تشفير نقل البيانات على الشبكة، الاتصالات المشفرة بين العقد وبين المحافظ والشبكة. وبما أن السجلات العامة ليست سرية في الأساس، فإن الهدف الحقيقي هو البيانات أثناء النقل — أي حركة المرور التي تُسجّل اليوم ويمكن فك تشفيرها بعد سنوات عندما تنضج العتاديات الكمومية، إلى جانب خطر انتحال هوية عقدة ما بمجرد كسر مفتاحها. يكمن العلاج في نقل هذه الحركة إلى تشفير لما بعد الكم، وهي هجرة جارية بالفعل عبر الإنترنت الأوسع، وليست أمرًا خاصًا بأي سلسلة بعينها.
نهج Starknet نحو أمان بلوكتشين مقاوم للحوسبة الكمومية
يحدد ميزتان هيكليتان مقدار العمل المتبقي أمام أي سلسلة: الاعتماد على إثباتات قائمة على الهاش بدلًا من رياضيات المنحنيات الإهليلجية، وامتلاك حسابات قابلة للبرمجة يمكنها تحديث مخطط التوقيع الخاص بها. يُقدَّم Starknet كمثال عملي يمتلك كلا الأمرين بالفعل. نظام الإثبات لديه مقاوم للحوسبة الكمومية من حيث التصميم، وأجزاء من حالته تعمل بالفعل على دوال هاش، مع خارطة طريق معلنة علنًا تغطي الباقي. الاستثناء المعترف به الوحيد هو توافر البيانات، والذي يرثه Starknet مباشرة من الإيثريوم بوصفه طبقة ثانية عليه — ما يبرز كيف أن تقدم Starknet في الهجرة الكمومية ما زال مرتبطًا بما يحدث على طبقة الأساس.
يُعد هذا الاعتماد الموروث تذكيرًا مفيدًا لسبب ندران ما يتوقف تحليل مخاطر البلوكتشين أمام الحوسبة الكمومية عند شبكة واحدة فقط. حتى السلسلة ذات الدفاعات الداخلية القوية لا يمكنها التحرك أسرع من الطبقات التي تحتها. نافذة التعرض التي تهم أكثر، وفقًا للدليل، تكمن في العناوين المعاد استخدامها أو التي صُرفت بالفعل حيث يكون المفتاح العام معروضًا بشكل دائم — لا في العملات التي لم تتحرك قط. تُوصَف البيتكوين بأنها أوضح حالة لهذه المشكلة: ملايين العملات تجلس في عناوين مكشوفة، ولا تمتلك الشبكة حاليًا طريقة مدمجة لترقية الحسابات التي تقف خلفها، ما يترك نوعًا جديدًا من العناوين الآمنة كموميًا أو تجميدًا مستقبليًا لما تبقى من أموال غير منقولة كمسارات واقعية للمضي قدمًا.
يخلص التحليل إلى أنه لا يمكن لأي سلسلة حاليًا الادعاء بأنها آمنة بالكامل أمام الحوسبة الكمومية، لأن مخططات التوقيع والإثبات المعرضة للخطر ما زالت قيد الاستخدام النشط تقريبًا في كل مكان. السؤال الأكثر فائدة للمستثمرين والمطورين والمستخدمين ليس ما إذا كانت الشبكة “آمنة كموميًا” بشكل مجرد، بل كم جزء من بنيتها التحتية يعمل بالفعل على دوال هاش متينة مقابل كم جزء ما زال يعتمد على رياضيات يمكن لحاسوب كمومي مستقبلي كسرها — وما إذا كان يمكن استبدال تلك الرياضيات المتبقية دون تجميد أموال أي شخص في العملية.
الأسئلة الشائعة
كيف تهدد الحواسيب الكمومية أمان البلوكتشين؟
يمكن للحواسيب الكمومية كسر بعض رياضيات التشفير، خصوصًا تواقيع المنحنيات الإهليلجية، عبر تشغيل خوارزمية شور لاشتقاق المفتاح الخاص من المفتاح العام ثم تزوير التواقيع كما لو كانت المالك الشرعي.
ما هي المجالات التشفيرية الرئيسية المتأثرة بالهجمات الكمومية؟
التواقيع والتشفير والهاش هي المجالات التشفيرية الثلاثة الرئيسية التي تتأثر بشكل مختلف بالخوارزميات الكمومية مثل خوارزمية شور، التي تكسر التواقيع والتشفير، وخوارزمية غروفر، التي لها تأثير أصغر بكثير على الهاش.
كيف يمكن للبلوكتشين أن تحمي نفسها من الهجمات الكمومية؟
يمكن للشبكات أن تهاجر إلى مخططات تشفير لما بعد الكم للتواقيع والتشفير، وأن تعتمد دوال هاش مقاومة للكم مثل SHA-256 أو SHA-3 بحجم كافٍ، وأن تحول أنظمة الإثبات نحو تصاميم قائمة على الهاش مثل STARKs بدلًا من المخططات المعتمدة على المنحنيات الإهليلجية.
لماذا يُعتبر Starknet أكثر مقاومة للحوسبة الكمومية من السلاسل الأخرى؟
يستخدم Starknet إثباتات معرفة صفرية قائمة على الهاش تُعرف باسم STARKs لا تحمل أي ضعف كمومي معروف، كما يدعم حسابات قابلة للبرمجة يمكنها ترقية مخطط التوقيع الخاص بها دون الحاجة إلى تغيير في بروتوكول الشبكة بأكملها.
{“@context”:”https://schema.org”,”@type”:”FAQPage”,”mainEntity”:[{“@type”:”Question”,”name”:”كيف تهدد الحواسيب الكمومية أمان البلوكتشين؟”,”acceptedAnswer”:{“@type”:”Answer”,”text”:”يمكن للحواسيب الكمومية كسر بعض رياضيات التشفير، خصوصًا تواقيع المنحنيات الإهليلجية، عبر تشغيل خوارزمية شور لاشتقاق المفتاح الخاص من المفتاح العام ثم تزوير التواقيع كما لو كانت المالك الشرعي.”}},{“@type”:”Question”,”name”:”ما هي المجالات التشفيرية الرئيسية المتأثرة بالهجمات الكمومية؟”,”acceptedAnswer”:{“@type”:”Answer”,”text”:”التواقيع والتشفير والهاش هي المجالات التشفيرية الثلاثة الرئيسية التي تتأثر بشكل مختلف بالخوارزميات الكمومية مثل خوارزمية شور، التي تكسر التواقيع والتشفير، وخوارزمية غروفر، التي لها تأثير أصغر بكثير على الهاش.”}},{“@type”:”Question”,”name”:”كيف يمكن للبلوكتشين أن تحمي نفسها من الهجمات الكمومية؟”,”acceptedAnswer”:{“@type”:”Answer”,”text”:”يمكن للشبكات أن تهاجر إلى مخططات تشفير لما بعد الكم للتواقيع والتشفير، وأن تعتمد دوال هاش مقاومة للكم مثل SHA-256 أو SHA-3 بحجم كافٍ، وأن تحول أنظمة الإثبات نحو تصاميم قائمة على الهاش مثل STARKs بدلًا من المخططات المعتمدة على المنحنيات الإهليلجية.”}},{“@type”:”Question”,”name”:”لماذا يُعتبر Starknet أكثر مقاومة للحوسبة الكمومية من السلاسل الأخرى؟”,”acceptedAnswer”:{“@type”:”Answer”,”text”:”يستخدم Starknet إثباتات معرفة صفرية قائمة على الهاش تُعرف باسم STARKs لا تحمل أي ضعف كمومي معروف، كما يدعم حسابات قابلة للبرمجة يمكنها ترقية مخطط التوقيع الخاص بها دون الحاجة إلى تغيير في بروتوكول الشبكة بأكملها.”}}]}
تم إعداد هذه المقالة بمساعدة الذكاء الاصطناعي ومراجعتها من قبل الفريق التحريري.
