استارک‌ویر تراکنشی آزمایشی مقاوم در برابر حملات کوانتومی را روی شبکه اصلی بیت‌کوین اجرا کرد. این تراکنش، که در بلوک شمارهٔ 964,199 تأیید شد، یک خروجی 10,000 ساتوشی را با استفاده از طرح «بیت‌کوین ایمن کوانتومی» (QSB) خرج کرد و اولین اجرای عملی این سازوکار در mainnet را نشان می‌دهد.

چه رخ داد و چه کسانی درگیر بودند

محقق استارک‌ویر، آویهو لوی، تراکنش مبتنی بر QSB را تولید و از طریق سرویس Slipstream مستقیماً به یک ماینر ارسال کرد. بلوکی که این تراکنش را شامل شد توسط استخر MARA Pool ماین شد. داده‌های ثبت‌شده در زنجیره نشان می‌دهد تراکنش به‌صورت ثبت زنجیره‌ای (on-chain) درج شده و اجرای عملی QSB روی شبکه اصلی را به تصویر می‌کشد.

برای مرور کلی دربارهٔ بیت‌کوین می‌توانید به صفحهٔ Wikipedia — Bitcoin مراجعه کنید: Wikipedia — Bitcoin.

الگوریتم QSB چگونه کار می‌کند

بر اساس مقاله و مخزن کد منتشرشده توسط لوی، QSB ترکیبی از امضاهای یک‌بارمصرف مبتنی بر هش و جستجوهای محاسباتی است که اجازهٔ خرج‌کرد را به یک تراکنش مشخص گره می‌زند. هدف اصلی این سازوکار جلوگیری از جعل حتی در صورت در دسترس قرار گرفتن یک رایانهٔ کوانتومی قدرتمند است که قادر به شکستن رمزنگاری منحنی بیضوی (ECDSA) باشد.

QSB روی سطح تراکنش عمل می‌کند و قصد ندارد ساختار رمزنگاری پایهٔ شبکه را یک‌باره تغییر دهد؛ یعنی این روش بیشتر به عنوان یک راه‌حل موقتی یا «شبکهٔ ایمنی» در نظر گرفته شده تا زمانی که مکانیزم‌های مقاوم در برابر کوانتوم در سطح پروتکل توسعه یابند.

هزینه، زمان و محدودیت‌های عملی

لوی در برآورد اولیه هزینهٔ تولید چنین تراکنشی را بین 75 تا 150 دلار برای محاسبات GPU اعلام کرده بود. سخنگوی استارک‌ویر هزینهٔ آزمایش زنجیره‌ای را در بازهٔ حدودی 150 تا 200 دلار گزارش داد و افزود تولید تراکنش ساعت‌ها محاسبه نیاز داشته است.

از نظر انتشار در شبکه، مخزن کد لوی نشان می‌دهد تراکنش‌های QSB تحت سیاست‌های پیش‌فرض relay در Bitcoin Core به‌عنوان تراکنش‌های غیرمعمول (nonstandard) طبقه‌بندی می‌شوند. در نتیجه گره‌های عادی آن‌ها را قبل از تأیید منتشر نمی‌کنند و اجرای آزمایش نیازمند ارسال مستقیم به ماینرها بود، مثلاً از طریق Slipstream.

اهمیت آزمایش برای مقاومت در برابر کوانتوم

این تست نشان می‌دهد بدون تغییر فوری پروتکل می‌توان مکانیسم‌هایی برای خرج‌کرد مقاوم در برابر کوانتوم پیاده کرد، اگرچه با هزینه و پیچیدگی عملیاتی بالاتر. در مارس پژوهش‌هایی مطرح شد که هشدار می‌دادند یک رایانهٔ کوانتومی توانمند ممکن است ظرف چند دقیقه پس از آشکار شدن کلید عمومی، کلید خصوصی را استخراج کند؛ برای اطلاعات بیشتر: Wikipedia — Quantum computing.

الی بن‌ساسون، مدیرعامل استارک‌ویر، بر این نکته تأکید کرده که در بلندمدت احتمالاً نیاز به یک سافت‌فورک برای پیاده‌سازی راه‌حل‌های سطح پروتکل وجود دارد تا حفاظت‌ها کارآمدتر و در دسترس کاربران گسترده‌تر قرار گیرد.

راه‌های پیش رو برای بیت‌کوین مقاوم در برابر کوانتوم

BIP-360 است؛ این پیشنهاد نوع خروجی Pay-to-Merkle-Root را معرفی می‌کند تا مسیر خرج‌کرد مبتنی بر کلیدِ آسیب‌پذیر را کاهش دهد. هر تغییر پیشنهادی باید تعادلی میان امنیت در برابر تهدیدات کوانتومی، سازگاری با اکوسیستم و هزینهٔ عملی کاربران برقرار کند.

پیامدهای مستقیم برای کاربران و نگهدارندگان کلید

  • آدرس‌هایی که کلید عمومی را قبل از خرج شدن آشکار می‌کنند، در معرض خطر بیشتری قرار دارند.
  • راهکارهای موقت مانند QSB گزینه‌ای برای کاربران و خدمات حساس فراهم می‌کنند، اما همراه با هزینهٔ محاسباتی و پیچیدگیِ عملی است.
  • صرافی‌ها، ارائه‌دهندگان نگهداری کلید و توسعه‌دهندگان کیف‌پول باید برنامهٔ انتقال به روش‌های مقاوم در برابر کوانتوم و آمادگی برای سافت‌فورک‌های احتمالی را در دستور کار قرار دهند.
  • برای کاربران عادی توصیه‌های عملی شامل استفاده از آدرس‌های یک‌بارمصرف، اجتناب از استفادهٔ مکرر از یک آدرس و پیگیری پیشرفت‌های پروتکلی است.
نمایی از بلوک بیت‌کوین و ماینینگ

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز

اجرای موفق تراکنش QSB روی شبکهٔ اصلی نشان داد جامعهٔ بیت‌کوین می‌تواند بدون فورک فوری، روش‌هایی برای مقابله با تهدیدات کوانتومی را آزمایش کند. با این حال، راه‌حل‌های پایدارتر نیازمند هماهنگی فنی گسترده، تغییرات پروتکلی و کاهش هزینه‌های محاسباتی است. در روزها و ماه‌های آتی باید انتظار بحث‌های فنی، پیشنهادهای جدید و احتمالاً حرکت به سمت سافت‌فورک‌هایی که محافظت کوانتومی را گسترده‌تر کنند داشت.

نمودار مفهومی امضاهای یک‌بارمصرف و امنیت کوانتومی مراحل ارسال مستقیم تراکنش به ماینرها