العملات المشفرة والحوسبة الكمومية

ما المقصود بالعملات المشفرة الكمومية؟

العملات المشفرة الكمومية مصطلح واسع يصف العلاقة بين الحوسبة الكمومية والتشفير ما بعد الكمومي وأمن شبكات العملات المشفرة.

لا يشير المصطلح عادةً إلى عملة أو محفظة أو بلوكتشين أو توكن بعينه.

بل يشير غالباً إلى مسألة قدرة Bitcoin والحسابات المشابهة لحسابات Ethereum والعقود الذكية والمحافظ والمنصات والجسور والتوقيعات الرقمية على البقاء آمنة عندما تصبح الحواسيب الكمومية القوية عملية الاستخدام.

المصطلح الأدق هو التشفير ما بعد الكمومي، أي أساليب التشفير المصممة لمقاومة الهجمات من الحواسيب التقليدية والحواسيب الكمومية المستقبلية.

يوضح مشروع NIST للتشفير ما بعد الكمومي أن الحواسيب الكمومية قد تتمكن في نهاية المطاف من كسر كثير من أنظمة التشفير المستخدمة على نطاق واسع، وأن على المؤسسات البدء بالانتقال إلى تشفير مقاوم للحوسبة الكمومية.

تكتسب العملات المشفرة الكمومية أهميتها لأن العملات المشفرة تعتمد على التشفير في المفاتيح الخاصة والمفاتيح العامة والتوقيعات والعناوين ومصادقة المعاملات والتحقق من الكتل وبراهين المعرفة الصفرية والاتصالات الآمنة.

إذا استطاع حاسوب كمومي مستقبلي كسر نظام التوقيع الذي تستخدمه محفظة ما، فقد يتمكن المهاجم نظرياً من اشتقاق مفتاح خاص من مفتاح عام مكشوف وسرقة الأموال.

لكن هذا لا يشكل اليوم تهديداً يومياً نشطاً للمستخدمين العاديين للعملات المشفرة.

ويذكر مسار Ethereum الرسمي للاستعداد للمستقبل أنه لا يوجد اليوم حاسوب كمومي قادر على كسر تشفير Ethereum.

تكتسب المخاطر أهميتها الآن لأن عمليات الانتقال بين أنظمة التشفير قد تستغرق سنوات، لا سيما في الشبكات اللامركزية التي تضم كثيراً من المحافظ والمستخدمين والمطورين والمدققين والتطبيقات.

أهمية العملات المشفرة الكمومية

تكتسب العملات المشفرة الكمومية أهميتها لأن البلوكتشينات مصممة لتدوم فترة أطول من كثير من أنظمة البرمجيات العادية.

يمكن لتطبيق مصرفي إرسال تحديث للمستخدمين عبر شركة مركزية.

أما البلوكتشين اللامركزي، فيتطلب التنسيق بين كثير من المستخدمين المستقلين ومشغلي العقد وفرق المحافظ والمطورين وأمناء الحفظ والمدققين وموردي الأجهزة ومجتمعات الحوكمة.

وهذا يجعل ترقيات التشفير أبطأ وأكثر حساسية.

إذا احتاجت سلسلة إلى استبدال نظام توقيع، فعليها حماية الأموال القديمة ودعم العناوين الجديدة والحفاظ على وصول المستخدمين وتجنب تعطيل العقود الذكية أو برامج المحافظ.

وتكتسب المسألة أهميتها أيضاً لأن بيانات البلوكتشين علنية ودائمة.

فإذا كُشف مفتاح عام على السلسلة، فقد يظل ظاهراً إلى الأبد.

ينشئ ذلك مشكلة أمنية طويلة الأجل، لأن المهاجمين يستطيعون تخزين بيانات البلوكتشين العامة اليوم وانتظار أدوات أقوى في المستقبل.

يُشار أحياناً إلى هذا النوع من المخاطر في الأمن السيبراني الأوسع بعبارة «اجمع الآن وفك التشفير لاحقاً».

وفي العملات المشفرة، تتمثل الفكرة المشابهة في أن المفاتيح العامة المكشوفة اليوم قد تصبح أكثر عرضة للخطر إذا أُنشئت لاحقاً حواسيب كمومية ذات أهمية تشفيرية.

بالنسبة إلى حاملي الأصول على المدى الطويل والبروتوكولات والمؤسسات، لا يقتصر أمن الحوسبة الكمومية على موضوع علمي مستقبلي.

بل هو مسألة تخطيط تؤثر في تصميم المحافظ وسلوك العناوين وترقيات البروتوكول وحفظ الأصول.

كيف تهدد الحوسبة الكمومية العملات المشفرة

الحواسيب الكمومية ليست مجرد نسخ أسرع من الحواسيب العادية.

فهي تستخدم سلوكاً من ميكانيكا الكم لحل مسائل رياضية معينة بسرعة أكبر بكثير من الآلات التقليدية.

أهم خوارزمية لأمن العملات المشفرة هي خوارزمية شور.

تهدد خوارزمية شور التشفير بالمفتاح العام القائم على تحليل الأعداد إلى عواملها اللوغاريتمية المتقطعة.

تستخدم كثير من محافظ العملات المشفرة توقيعات رقمية بمنحنيات إهليلجية، وتعتمد على مسائل يمكن أن تكسرها خوارزمية شور إذا توفر حاسوب كمومي كبير ومتحمل للأخطاء.

تستخدم Bitcoin وكثير من أنظمة العملات المشفرة الأخرى ECDSA أو توقيعات إهليلجية ذات صلة.

كما تستخدم حسابات Ethereum توقيعات ECDSA للحسابات القياسية المملوكة خارجياً.

ويحدد مسار Ethereum الرسمي للتشفير ما بعد الكمومي توقيعات حسابات ECDSA وتوقيعات إجماع BLS والتزامات KZG وأنظمة براهين المعرفة الصفرية على مستوى التطبيق بوصفها مجالات تحتاج إلى ترقيات ما بعد كمومية.

أما الخوارزمية الثانية التي كثيراً ما تُناقش فهي خوارزمية غروفر.

يمكن لخوارزمية غروفر تسريع البحث الشامل، لكنها لا تكسر دوال التجزئة بالطريقة المباشرة نفسها التي تهدد بها خوارزمية شور توقيعات المنحنيات الإهليلجية.

وهذا يعني أن التوقيعات الرقمية عادةً ما تكون موضع القلق الأكبر حالياً لدى معظم شبكات العملات المشفرة، لا التجزئة المعتادة.

العملات المشفرة الكمومية مقابل التشفير ما بعد الكمومي

غالباً ما يحدث خلط بين العملات المشفرة الكمومية والتشفير ما بعد الكمومي.

قد يشير التشفير الكمومي إلى أنظمة تشفير تستخدم فيزياء الكم مباشرةً، مثل توزيع المفاتيح الكمومي.

أما التشفير ما بعد الكمومي، فيشير إلى خوارزميات تعمل على الحواسيب التقليدية، لكنها مصممة لمقاومة الهجمات الكمومية.

ويُعد التشفير ما بعد الكمومي الموضوع الأكثر عملية عادةً بالنسبة إلى العملات المشفرة.

فلا تحتاج معظم البلوكتشينات إلى امتلاك كل مستخدم جهازاً كمومياً.

بل تحتاج إلى محافظ وعقد وبروتوكولات تستطيع استخدام توقيعات وبراهين وأنظمة مفاتيح مقاومة للحوسبة الكمومية على أجهزة عادية.

ويذكر إشعار اعتماد معايير NIST FIPS أن FIPS 203 وFIPS 204 وFIPS 205 تحدد أنظمة لتأسيس المفاتيح والتوقيعات الرقمية، مصممة لمقاومة هجمات الحواسيب الكمومية المستقبلية.

يوحّد FIPS 203 معيار ML-KEM لتغليف المفاتيح.

ويوحّد FIPS 204 معيار ML-DSA للتوقيعات الرقمية.

أما FIPS 205 فيوحد معيار SLH-DSA للتوقيعات الرقمية المعتمدة على التجزئة ومن دون حالة.

تكتسب التوقيعات الرقمية أهمية خاصة لشبكات العملات المشفرة، لأنها تثبت أن مالك المحفظة قد أذن بالمعاملة.

العملات المشفرة الكمومية والمفاتيح الخاصة

المفتاح الخاص قيمة سرية تتحكم في محفظة العملات المشفرة.

ويرتبط المفتاح العام بالمفتاح الخاص رياضياً، ويُستخدم للتحقق من التوقيعات.

في التشفير المعتاد بالمفتاح العام، ينبغي أن يكون إنشاء مفتاح عام من مفتاح خاص سهلاً، بينما يكون عكس العملية مستحيلاً عملياً.

تظهر مخاطر الحوسبة الكمومية عندما يستطيع حاسوب كمومي مستقبلي عكس هذه العلاقة في بعض أنظمة التوقيع الحالية.

إذا انكشف المفتاح العام للمحفظة على السلسلة، فقد يستطيع حاسوب كمومي قوي بما يكفي نظرياً حساب المفتاح الخاص انطلاقاً منه.

وهذا سيمكن المهاجم من توقيع المعاملات ونقل الأموال.

تعتمد المخاطر الفعلية على البلوكتشين ونوع العنوان ونظام التوقيع وسجل المعاملات ووجود مسار للانتقال إلى تشفير ما بعد كمومي.

قد تكون المحفظة التي لم تكشف عن مفتاحها العام أقل عرضة للخطر الفوري من محفظة يظهر مفتاحها العام بالفعل على السلسلة.

لكن قد ينكشف المفتاح العام عندما ينفق المستخدم من عنوان ما.

ولهذا قد يهم تكرار استخدام العنوان عند تقييم مخاطر الحوسبة الكمومية على المدى الطويل.

العملات المشفرة الكمومية وBitcoin

تُعد Bitcoin من الشبكات الرئيسية التي يجري تناولها في سياق العملات المشفرة الكمومية، لأنها تستخدم توقيعات المنحنيات الإهليلجية لإثبات الإذن بالإنفاق.

غالباً ما تمثل عناوين Bitcoin تجزئات للمفاتيح العامة، ما قد يخفي المفتاح العام كاملاً إلى أن تُنفق الأموال.

لكن بعض مخرجات Bitcoin القديمة والعناوين المعاد استخدامها قد تكشف المفاتيح العامة بصورة أكثر مباشرةً.

ويناقش تقرير Chaincode Labs عن Bitcoin والحوسبة الكمومية المفاتيح العامة المكشوفة ومخرجات UTXO المعرضة للخطر والصعوبة العملية في تحديد كيفية تعامل أي انتقال مستقبلي لـ Bitcoin مع الأموال التي لا يمكن نقلها أو لن تُنقل.

لا تقتصر مسألة Bitcoin على احتمال أن يتمكن حاسوب كمومي يوماً ما من كسر ECDSA.

بل تكمن الصعوبة الأكبر في كيفية انتقال مجتمع لامركزي بالأموال القديمة والعملات المفقودة والمفاتيح العامة المكشوفة والمحافظ النشطة، دون الإضرار بحقوق الملكية أو الثقة بالشبكة.

قد تنشئ ترقية مستقبلية أنواعاً من العناوين المقاومة للحوسبة الكمومية، لكن سيظل على المستخدمين نقل الأموال إلى مخرجات أكثر أماناً.

وقد يتعذر نقل العملات المفقودة والمحافظ غير النشطة.

وهذا يثير مسألة صعبة تتعلق بالحوكمة والأخلاق.

أما الدرس العملي لمستخدمي اليوم، فهو تجنب إعادة استخدام العناوين دون ضرورة واتباع أفضل ممارسات المحافظ مع متابعة تطورات البروتوكول المستقبلية.

العملات المشفرة الكمومية وEthereum

تحتل Ethereum أيضاً مكانة محورية في هذا الموضوع، لأن حساباتها القياسية الحالية تستخدم توقيعات ECDSA.

ويذكر مسار Ethereum أنه عند إرسال الحساب معاملة، ينكشف مفتاحه العام على السلسلة.

وقد يستخدم حاسوب كمومي مستقبلي هذا المفتاح العام المكشوف لاشتقاق المفتاح الخاص إذا ظل نظام التوقيع معرضاً للخطر.

وتتضمن Ethereum مجالات أخرى حساسة للحوسبة الكمومية إلى جانب توقيعات المحافظ المعتادة.

تستخدم طبقة الإجماع فيها توقيعات BLS لمشاركة المدققين.

كما استخدم مسار التوسع فيها التزامات KZG لتوفر البيانات.

وتستخدم كثير من حلول التجميع والتطبيقات أيضاً أنظمة براهين المعرفة الصفرية، التي قد تحتاج إلى بدائل آمنة كمومياً بمرور الوقت.

يناقش المسار الرسمي لـ Ethereum توقيعات التجزئة والحسابات المجردة ومحافظ ما بعد الكموم والتخطيط للبنية التحتية على مدى سنوات.

وهذا يوضح أن الموضوع لا يقتصر على حماية أرصدة المحافظ الفردية.

بل يؤثر أيضاً في المدققين وحلول التجميع وأنظمة البراهين والبنية التحتية للتوسع ونماذج الحسابات وأدوات المطورين.

توقيعات ما بعد الكموم

توقيعات ما بعد الكموم هي أنظمة توقيع رقمية مصممة لمقاومة الهجمات الكمومية المعروفة.

وهي من أهم عناصر العملات المشفرة الكمومية، لأن توقيعات المحافظ تمثل طبقة الإذن بمعاملات البلوكتشين.

يُعد ML-DSA أحد أنظمة التوقيع ما بعد الكمومية التي وضع لها NIST معياراً.

وSLH-DSA نظام توقيع آخر وضع له NIST معياراً، ويعتمد على دوال التجزئة.

تُعد توقيعات التجزئة جذابة لمقاومة الحوسبة الكمومية، لأن أمانها يعتمد أساساً على دوال التجزئة بدلاً من رياضيات المنحنيات الإهليلجية.

لكن لتوقيعات ما بعد الكموم مفاضلات غالباً.

فقد تستخدم مفاتيح عامة أكبر وتوقيعات أكبر ونطاقاً ترددياً وتخزيناً أكثر، أو قواعد توقيع مختلفة.

تكتسب هذه المفاضلات أهمية في أنظمة البلوكتشين، لأن كل بايت إضافي قد يؤثر في الرسوم ومساحة الكتل وتخزين العقد وتكاليف حلول التجميع وسهولة استخدام المحافظ.

لذلك يجب أن تكون محفظة ما بعد الكموم آمنة وعملية في الوقت نفسه.

فقد يصعب استخدام نظام توقيع آمن لكنه كبير جداً أو بطيء على نطاق البلوكتشين.

العملات المشفرة الكمومية والعقود الذكية

قد تتأثر العقود الذكية أيضاً بالتغييرات في التشفير الكمومي.

يمكن للعقد الذكي التحقق من التوقيعات وإدارة الأصول والتحكم في المحافظ متعددة التوقيع ومعالجة تصويتات الحوكمة والتحقق من براهين المعرفة الصفرية.

إذا افترض العقد وجود نظام توقيع معرض للهجمات الكمومية، فقد يحتاج إلى دعم طريقة تحقق جديدة في المستقبل.

قد تساعد بعض تصاميم الحسابات المجردة، لأنها تتيح للمحافظ تحديد قواعد مخصصة للتحقق من التوقيعات.

وقد يتيح ذلك للمستخدمين اعتماد توقيعات ما بعد الكموم دون تغيير البروتوكول الأساسي بالكامل دفعة واحدة.

لكن ترحيل العقود الذكية قد يكون صعباً عندما تكون العقود غير قابلة للتغيير أو عندما تكون الأصول مقفلة وفق قواعد قديمة.

قد يحتاج التطبيق اللامركزي إلى ترقية العقود أو نشر خزائن جديدة أو نقل مراكز المستخدمين أو دعم التوقيعات الهجينة خلال فترة انتقالية.

لذلك تنشئ العملات المشفرة الكمومية مخاطر على مستوى التطبيقات، فضلاً عن مخاطر الطبقة الأساسية.

ينبغي للمطورين التفكير في المرونة التشفيرية، أي القدرة على تغيير خوارزميات التشفير دون إعادة بناء كل شيء من الصفر.

العملات المشفرة الكمومية وبراهين المعرفة الصفرية

تُستخدم براهين المعرفة الصفرية في حلول التجميع وأنظمة الخصوصية وأدوات الهوية وبروتوكولات التوسع وتطبيقات الحوسبة القابلة للتحقق.

تعتمد بعض أنظمة براهين المعرفة الصفرية على اقترانات المنحنيات الإهليلجية أو افتراضات قد تضعفها الحواسيب الكمومية.

يحدد مسار Ethereum لما بعد الكموم أنظمة براهين المعرفة الصفرية على مستوى التطبيقات بوصفها أحد المجالات التي قد تحتاج إلى ترقيات.

كثيراً ما تُناقش أنظمة STARK في سياق مقاومة الحوسبة الكمومية، لأنها قد تعتمد بدرجة أكبر على دوال التجزئة.

لكن الأمان الكمومي يعتمد على نظام البرهان المحدد ومعلماته ودوال التجزئة وتنفيذه وافتراضاته الأمنية.

ينبغي للمستخدمين عدم افتراض أن كل أنظمة براهين المعرفة الصفرية مقاومة تلقائياً للحوسبة الكمومية.

كما ينبغي ألا يفترضوا أن كل نظام برهان مقاوم للحوسبة الكمومية منخفض التكلفة بما يكفي لكل استخدامات البلوكتشين.

فحجم البرهان وتكلفة التحقق ووقت إنشاء البرهان والاستدعاء الذاتي وتوفر البيانات كلها عوامل مهمة.

من المرجح أن تؤثر العملات المشفرة الكمومية في كيفية اختيار حلول التجميع وأنظمة البراهين لأسسها التشفيرية طويلة الأجل.

العملات المشفرة الكمومية وأمن المحافظ

أمن المحافظ هو المجال الذي سيختبر فيه معظم المستخدمين أثر العملات المشفرة الكمومية في نهاية المطاف.

قد يتطلب الانتقال إلى ما بعد الكموم نقل الأصول إلى أنواع جديدة من العناوين أو تحديث برامج المحافظ.

وقد تدعم المحافظ أيضاً توقيعات هجينة تجمع بين الأساليب التقليدية وأساليب ما بعد الكموم خلال فترة انتقالية.

تحمي محفظة الأجهزة المفتاح الخاص من البرمجيات الخبيثة اليوم، لكنها لا تجعل نظام التوقيع القديم مقاوماً للحوسبة الكمومية تلقائياً.

إذا أصبح بالإمكان كسر خوارزمية المفتاح العام الأساسية باستخدام الحواسيب الكمومية، فلن يكفي تخزين المفتاح وحده.

ينبغي للمستخدمين الحذر من الادعاءات المزيفة بشأن «محفظة مقاومة للحوسبة الكمومية»، ما لم تدعمها وثائق تقنية واضحة وتشفيرات خضعت لمراجعة واسعة.

ينبغي أن يأتي الانتقال الآمن للمحافظ من فرق المحافظ الرسمية ومجتمعات البروتوكول والشيفرات المدققة والمعايير الشفافة.

يجب ألا يُدخل المستخدمون عبارة الاسترداد مطلقاً في مواقع تدعي ترقية الأموال إلى عناوين آمنة كمومياً.

من المرجح أن يستغل المحتالون الخوف من الحوسبة الكمومية في عمليات التصيد مع انتشار الموضوع.

العملات المشفرة الكمومية وإعادة استخدام العناوين

تعني إعادة استخدام العنوان استعمال العنوان نفسه لعدة معاملات، أو إبقاء الأموال في عنوان بعد انكشاف مفتاحه العام.

في بعض تصاميم البلوكتشين، لا تظهر المفاتيح العامة كاملةً إلا عندما ينفق المستخدم من عنوان ما.

بعد الإنفاق، قد يصبح المفتاح العام جزءاً من سجل المعاملة العلني.

إذا بقيت الأموال في العنوان نفسه بعد انكشاف مفتاحه العام، فقد يصبح العنوان أكثر عرضة لهجوم كمومي مستقبلي.

وهذا أحد أسباب توصية كثير من أفضل ممارسات المحافظ الحالية بتجنب إعادة استخدام العناوين.

تضعف إعادة استخدام العنوان الخصوصية أيضاً، لأنها تسهل ربط سجل المعاملات.

وتضيف مخاطر الحوسبة الكمومية سبباً آخر لتجنب إعادة الاستخدام دون ضرورة.

ولا يعني ذلك أن كل عنوان أُعيد استخدامه معرض لخطر فوري اليوم.

بل يعني أن سلوك العناوين قد يؤثر في مستوى التعرض على المدى الطويل إذا أصبحت الهجمات الكمومية عملية.

ينبغي للمستخدمين اتباع التوصيات الحديثة للمحافظ وتجنب الأنماط القديمة التي كانت شائعة في بدايات العملات المشفرة.

العملات المشفرة الكمومية والتعدين

غالباً ما يُساء فهم علاقة الحوسبة الكمومية بالتعدين.

يفترض كثيرون أن الحاسوب الكمومي سيهيمن على التعدين فوراً.

لكن الخطر الكمومي الرئيسي على معظم العملات المشفرة يتعلق عادةً بالتوقيعات، لا بالتعدين.

قد توفر خوارزمية غروفر تسريعاً تربيعياً لبعض مسائل البحث، لكن الهيمنة العملية على التعدين ستظل تتطلب أجهزة وطاقة وموارد هندسية هائلة.

كما تستطيع شبكات إثبات العمل تعديل صعوبة التعدين بمرور الوقت.

ولهذا يُنظر عموماً إلى تهديد خوارزمية شور للتوقيعات على أنه أخطر من تهديد التعدين الكمومي على المدى القريب.

ومع ذلك، ينبغي تحليل كل شبكة على حدة، لأن قواعد الإجماع ودوال التجزئة وأجهزة التعدين وتعديل الصعوبة والحوافز الاقتصادية تختلف من شبكة إلى أخرى.

ولا ينبغي اختزال موضوع العملات المشفرة الكمومية في ادعاء بسيط بأن الحواسيب الكمومية ستكسر التعدين أو لن تكسره.

السؤال الصحيح هو: ما العنصر التشفيري المستهدف، وهل الهجوم عملي على نطاق العالم الحقيقي؟

البلوكتشينات المقاومة للحوسبة الكمومية

البلوكتشين المقاوم للحوسبة الكمومية هو بلوكتشين مصمم لاستخدام أدوات تشفير يُعتقد أنها تقاوم الهجمات الكمومية.

تستخدم بعض المشاريع توقيعات قائمة على التجزئة أو تشفيراً قائماً على الشبكات أو أساليب أخرى لما بعد الكموم.

لكن ينبغي للمستخدمين الحذر من الادعاءات التسويقية.

فوجود كلمة «كمومي» في اسم المشروع لا يثبت أن المشروع آمن.

تتطلب المقاومة الحقيقية للحوسبة الكمومية خوارزميات خضعت للمراجعة وتنفيذاً صحيحاً ومعلمات آمنة ودعماً للمحافظ وتطويراً نشطاً وخطة انتقال واقعية.

كما تتطلب حماية النظام بالكامل، لا وظيفة تحويل التوكنات وحدها.

فقد يستخدم البلوكتشين توقيعات مقاومة للحوسبة الكمومية، لكنه يظل معتمداً على جسر معرض للخطر أو برنامج محفظة ضعيف أو مفاتيح حوكمة غير آمنة أو عقود ذكية غير آمنة.

مقاومة الحوسبة الكمومية خاصية للنظام بأكمله، وليست مجرد وصف.

ينبغي للمستخدمين البحث عن الوثائق التقنية والتدقيق والتوافق مع المعايير ومراجعة المجتمع قبل الوثوق بأي ادعاء بشأن الأمان الكمومي.

معايير NIST والانتقال في التشفير

تكتسب معايير NIST لما بعد الكموم أهمية لأنها تمنح قطاع التكنولوجيا الأوسع توجهاً مشتركاً.

ويذكر مشروع NIST للتشفير ما بعد الكمومي أن أول ثلاثة معايير رئيسية صدرت في 2024، وأن على المؤسسات البدء بتطبيقها الآن.

ويذكر مشروع الانتقال لدى NIST NCCoE أن الانتقال يتطلب من المؤسسات معرفة مواضع استخدام خوارزميات المفتاح العام المعرضة للحوسبة الكمومية ووضع مسارات لاستبدالها أو تحديثها.

يعني ذلك بالنسبة إلى العملات المشفرة أن على البروتوكولات ومزودي المحافظ حصر مواضع استخدام ECDSA وBLS وKZG وتبادل المفاتيح وأنظمة التوقيع المتعدد وأنظمة البراهين.

كما ينبغي اختبار البدائل ما بعد الكمومية في ظل القيود الفعلية للبلوكتشين.

يمكن لمؤسسة تقليدية غالباً تحديث الخوادم والشهادات عبر سياساتها الداخلية.

أما البلوكتشين، فعليه أيضاً حماية العناوين القائمة والعقود القديمة والمحافظ الباردة والأموال المفقودة وتوعية المستخدمين.

وهذا يجعل الانتقال في قطاع العملات المشفرة تحدياً فريداً.

ينبغي البدء بالتخطيط الجيد للانتقال قبل وقت طويل من أن يصبح الحاسوب الكمومي خطيراً.

المرونة التشفيرية

المرونة التشفيرية هي القدرة على تغيير خوارزميات التشفير دون تدمير النظام المعتمد عليها.

وهي من أهم الأفكار في موضوع العملات المشفرة الكمومية.

يستطيع البلوكتشين المرن تشفيرياً إضافة أنواع جديدة من التوقيعات ودعم صيغ محافظ جديدة وتحديث أنظمة البراهين والتخلص تدريجياً من الأساليب المعرضة للخطر بسلاسة أكبر.

أما النظام غير المرن، فقد يظل أسيراً لافتراضات قديمة ويتطلب انقسامات صلبة معطلة أو عمليات انتقال طارئة محفوفة بالمخاطر.

لا تعني المرونة التشفيرية تغيير التشفير بلا مبالاة.

بل تعني بناء مسارات للترقية وأطر للاختبار وأنظمة احتياطية وعمليات واضحة لانتقال المستخدمين.

قد تعني المرونة التشفيرية للمحافظ دعم أنظمة توقيع متعددة وتوفير إجراءات واضحة لنقل الحسابات.

وقد تعني للعقود الذكية التحقق المعياري من التوقيعات ومنطقاً قابلاً للترقية للحسابات.

أما للبروتوكولات، فقد تعني الانتقال وفق خطط مسبقة بدلاً من إجراء تغييرات طارئة في اللحظة الأخيرة.

التشفير الهجين

يجمع التشفير الهجين بين التشفير التقليدي والتشفير ما بعد الكمومي خلال فترة انتقالية.

والهدف هو تجنب الاعتماد حصراً على خوارزمية جديدة قبل أن تكتسب سجلاً طويلاً من الاستخدام الفعلي.

فعلى سبيل المثال، قد يتطلب النظام توقيعاً تقليدياً وآخر ما بعد كمومي للسماح بتنفيذ إجراء ما.

إذا ظلت الخوارزمية القديمة آمنة، يحتفظ النظام بحمايتها المألوفة.

وإذا ضعفت الخوارزمية القديمة، توفر طبقة ما بعد الكموم حماية إضافية.

قد تعزز الأساليب الهجينة الثقة أثناء الانتقال، لكنها قد تزيد أيضاً حجم المعاملات وتعقيد التنفيذ.

وتهم هذه المسألة في العملات المشفرة، لأن التوقيعات الأكبر قد تزيد الرسوم واستهلاك مساحة الكتل وتعقيد المحافظ.

قد تفيد التوقيعات الهجينة بوصفها حلاً انتقالياً، لكنها قد لا تكون التصميم النهائي طويل الأجل لكل شبكة.

على المطورين تحقيق توازن بين الأمان والبساطة والأداء والتكلفة وقابلية التشغيل البيني.

فوائد التخطيط للعملات المشفرة الكمومية

الفائدة الأولى للتخطيط هي حماية الأموال على المدى الطويل.

يمكن للمستخدمين والبروتوكولات تقليل احتمال أن تصبح المفاتيح القديمة أهدافاً سهلة في المستقبل.

الفائدة الثانية هي مرونة الشبكة.

فالسلسلة التي تملك خطة انتقال أقل عرضة لمواجهة حالة من الذعر إذا تطورت الأجهزة الكمومية بسرعة.

الفائدة الثالثة هي تحسين تصميم المحافظ.

فالمحافظ التي تدعم سلوكاً أكثر أماناً للعناوين وتوقيعات مرنة وإجراءات انتقال واضحة يسهل على المستخدمين الوثوق بها.

الفائدة الرابعة هي الاستعداد المؤسسي.

إذ تحتاج الصناديق وأمناء الحفظ وشركات المدفوعات ومزودو البنية التحتية إلى وقت لاختبار أنظمة ما بعد الكموم.

الفائدة الخامسة هي الحد من مخاطر الاحتيال.

تجعل الإرشادات الرسمية الواضحة استغلال المحتالين للالتباس بشأن التهديدات الكمومية أكثر صعوبة.

الفائدة السادسة هي تعزيز انضباط المطورين.

فالمطورون الذين يفهمون الاعتماديات التشفيرية يستطيعون بناء عقود وبروتوكولات أسهل في الترقية.

مخاطر العملات المشفرة الكمومية وحدودها

الخطر الأول هو المبالغة في التهديد.

لا توجد اليوم حواسيب كمومية قادرة على كسر التوقيعات الرئيسية للعملات المشفرة.

الخطر الثاني هو تجاهل التهديد لأنه ليس فورياً.

فقد يجعل الانتظار طويلاً عملية الانتقال أصعب وأكثر اضطراباً.

الخطر الثالث هو الوثوق بادعاءات زائفة عن الأمان الكمومي.

قد يستخدم المحتالون لغة تقنية لبيع محافظ غير آمنة أو توكنات مزيفة أو مواقع تصيد احتيالي.

الخطر الرابع هو اختيار خوارزمية خاطئة لما بعد الكموم في وقت مبكر جداً.

قد تتطور المعايير التشفيرية، كما قد تنشئ أخطاء التنفيذ نقاط ضعف جديدة.

الخطر الخامس يتعلق بأداء البلوكتشين.

قد تكون توقيعات ما بعد الكموم أكبر حجماً أو أعلى تكلفةً للتحقق، ما قد يؤثر في الرسوم وقابلية التوسع.

الخطر السادس هو تعثر انتقال المستخدمين.

فقد تفشل أفضل ترقية للبروتوكول إذا لم يفهم المستخدمون كيفية نقل الأموال بأمان.

الخطر السابع هو الخلاف على الحوكمة.

قد تختلف المجتمعات بشأن كيفية التعامل مع الأموال المفقودة والعناوين غير النشطة والمفاتيح العامة المكشوفة والجداول الزمنية للطوارئ.

كيف يمكن للمستخدمين الاستعداد

ينبغي للمستخدمين إدراك أنه لا توجد عادةً حاجة عاجلة لنقل الأموال اليوم لمجرد ظهور أخبار عن الحوسبة الكمومية.

ينبغي تحديث برامج المحافظ من المصادر الرسمية.

وينبغي تجنب إعادة استخدام العناوين عندما تدعم المحفظة إنشاء عناوين جديدة.

كما ينبغي عدم كشف المفاتيح العامة أو بيانات التوقيع دون ضرورة.

ويجب عدم إدخال عبارات الاسترداد في أي موقع يدعي توفير حماية كمومية.

ينبغي متابعة الاتصالات الرسمية من شبكات البلوكتشين وفرق المحافظ التي يستخدمها المستخدمون.

كما ينبغي تعلم الفرق بين ترقية حقيقية للبروتوكول وبين إيردروب احتيالي أو صفحة انتقال مزيفة.

ينبغي للمستخدمين الذين يحتفظون بمبالغ كبيرة على المدى الطويل توثيق إجراءات حفظ الأصول ومتابعة خطط الانتقال إلى ما بعد الكموم.

كما ينبغي تذكر أن المخاطر الكمومية نوع واحد فقط من مخاطر العملات المشفرة.

فالتصيد الاحتيالي والبرمجيات الخبيثة وسرقة عبارات الاسترداد والتوكنات المزيفة واختراقات الجسور وأخطاء العقود الذكية تهديدات أكثر شيوعاً اليوم.

كيف يمكن للمطورين الاستعداد

ينبغي للمطورين تحديد كل عنصر تشفيري تستخدمه تطبيقاتهم.

ويشمل ذلك التوقيعات وتبادل المفاتيح ودوال التجزئة والالتزامات وأنظمة البراهين ومنطق التوقيع المتعدد والجسور وضوابط الإدارة.

ينبغي تجنب تثبيت افتراضات برمجية تجعل الترقيات التشفيرية المستقبلية مستحيلة.

كما ينبغي دراسة معايير NIST لما بعد الكموم والأبحاث الخاصة بالبلوكتشين قبل اختيار الخوارزميات.

وينبغي اختبار توقيعات ما بعد الكموم في ظل قيود واقعية لحجم المعاملات وتكلفة التحقق.

كما ينبغي تصميم إجراءات انتقال للمستخدمين تكون بسيطة وقابلة للتدقيق ومقاومة للتصيد الاحتيالي.

وينبغي دراسة الأساليب الهجينة عند ملاءمتها.

ويجب عدم ابتكار تشفير مخصص ما لم يمتلك المطورون خبرة عميقة في التشفير ومراجعة مستقلة.

كما ينبغي توضيح المخاطر المرتبطة بالحوسبة الكمومية بلغة بسيطة حتى لا يصاب المستخدمون بالذعر أو يتجاهلوا التحديثات المهمة.

مفاهيم خاطئة شائعة عن العملات المشفرة الكمومية

من المفاهيم الخاطئة أن الحواسيب الكمومية تستطيع سرقة جميع العملات المشفرة اليوم.

هذا غير صحيح، إذ لا يوجد حالياً حاسوب كمومي معروف يمتلك الحجم والموثوقية اللازمين لكسر تشفير العملات المشفرة الرئيسية.

ومن المفاهيم الخاطئة أيضاً أن المخاطر الكمومية مجرد خيال علمي.

وهذا غير صحيح كذلك، لأن الحكومات وهيئات المعايير ومجتمعات البروتوكولات الرئيسية تخطط بالفعل للانتقال إلى التشفير ما بعد الكمومي.

ومن المفاهيم الخاطئة أن التجزئة والتوقيعات تواجهان المستوى نفسه من التهديد.

تُعد خوارزمية شور مصدر القلق الرئيسي بالنسبة إلى توقيعات المفتاح العام، بينما تواجه دوال التجزئة ضغطاً كمومياً مختلفاً وأقل مباشرةً عموماً.

ومن المفاهيم الخاطئة أن محفظة الأجهزة تجعل الأموال مقاومة للحوسبة الكمومية.

تحمي محفظة الأجهزة تخزين المفاتيح، لكنها لا تغير خوارزمية التشفير التي يستخدمها البلوكتشين.

ومن المفاهيم الخاطئة أن كل مشروع يستخدم كلمة «كمومي» يكون مقاوماً للحوسبة الكمومية.

ينبغي إثبات المقاومة الكمومية من خلال التصميم والمعايير والتنفيذ والمراجعة والتحليل الأمني الفعلي.

الأسئلة الشائعة

ماذا يعني مصطلح العملات المشفرة الكمومية؟

يشير المصطلح إلى دراسة تأثير الحوسبة الكمومية في أمن العملات المشفرة، وكيفية استخدام التشفير ما بعد الكمومي لحماية أنظمة البلوكتشين.

هل العملات المشفرة الكمومية عملة محددة؟

لا، فهي مفهوم واسع عادةً، وليست توكناً أو مشروع بلوكتشين محدداً.

هل تستطيع الحواسيب الكمومية كسر Bitcoin اليوم؟

لا، لا يوجد اليوم حاسوب كمومي معروف علناً يستطيع كسر توقيعات Bitcoin التشفيرية على نطاق العالم الحقيقي.

هل تستطيع الحواسيب الكمومية كسر Ethereum اليوم؟

لا، يذكر المسار الرسمي لـ Ethereum أنه لا يوجد اليوم حاسوب كمومي يستطيع كسر تشفير Ethereum.

ما التهديد الكمومي الرئيسي للعملات المشفرة؟

يتمثل التهديد الرئيسي في احتمال أن يتمكن حاسوب كمومي قوي مستقبلاً من كسر التوقيعات الرقمية للمنحنيات الإهليلجية بعد انكشاف المفتاح العام.

ما هو التشفير ما بعد الكمومي؟

التشفير ما بعد الكمومي هو تشفير مصمم لمقاومة هجمات الحواسيب التقليدية والحواسيب الكمومية المستقبلية.

ما معايير NIST المهمة للتشفير ما بعد الكمومي؟

المعايير الرئيسية هي FIPS 203 الخاص بـ ML-KEM وFIPS 204 الخاص بـ ML-DSA وFIPS 205 الخاص بـ SLH-DSA.

هل تحمي محفظة الأجهزة من الهجمات الكمومية؟

تحمي محفظة الأجهزة المفاتيح الخاصة من كثير من التهديدات الحالية، لكنها لا تجعل خوارزمية توقيع معرضة للخطر مقاومةً للحوسبة الكمومية.

هل ينبغي للمستخدمين نقل أموالهم الآن بسبب المخاطر الكمومية؟

ينبغي لمعظم المستخدمين تجنب الذعر، ومتابعة الإرشادات الرسمية للمحافظ والبروتوكولات مع تطور خطط الانتقال إلى ما بعد الكموم.

لماذا تهم إعادة استخدام العناوين في ما يتعلق بالمخاطر الكمومية؟

قد تؤدي إعادة استخدام العناوين إلى بقاء المفاتيح العامة مكشوفة على السلسلة لفترات أطول، ما قد يزيد المخاطر المستقبلية إذا أصبحت الهجمات الكمومية عملية.

هل البلوكتشينات المقاومة للحوسبة الكمومية آمنة تماماً؟

لا، فقد تظل البلوكتشينات المقاومة للحوسبة الكمومية معرضة لمخاطر الأخطاء أو التنفيذ السيئ أو ضعف الحوكمة أو المحافظ غير الآمنة أو انخفاض التبني.

ما المرونة التشفيرية؟

المرونة التشفيرية هي قدرة النظام على استبدال خوارزميات التشفير أو ترقيتها دون الإضرار بالمستخدمين أو العقود أو أمن الشبكة.

الخلاصة

العملات المشفرة الكمومية هي نقاش قطاع العملات المشفرة طويل الأجل بشأن أمن الحوسبة الكمومية والتشفير ما بعد الكمومي.

وتكتسب أهمية لأن البلوكتشينات تعتمد على التوقيعات الرقمية والمفاتيح العامة ودوال التجزئة وأنظمة البراهين والافتراضات التشفيرية التي قد تحتاج إلى ترقيات بمرور الوقت.

وأهم درس على المدى القريب هو تحقيق التوازن.

لا تكسر الحواسيب الكمومية حالياً شبكات العملات المشفرة الرئيسية، لكن الاستعداد الجاد بدأ بالفعل لأن الانتقال بين أنظمة التشفير يستغرق سنوات.

وضع NIST معايير رئيسية لما بعد الكموم، وتحث وكالات الأمن السيبراني على التخطيط للانتقال، فيما تبحث مجتمعات البلوكتشين في تصاميم مقاومة للحوسبة الكمومية.

أفضل ما يمكن للمستخدمين فعله هو تحديث المحافظ وتجنب إعادة استخدام العناوين وتجاهل عمليات الاحتيال التي تدعي توفير حماية كمومية واتباع إرشادات الانتقال الرسمية.

أما أفضل ما يمكن للمطورين فعله فهو بناء أنظمة مرنة تشفيرياً قادرة على دعم أنظمة توقيع وبراهين جديدة عند الحاجة.

وعلى البروتوكولات التخطيط بعناية قبل أن يصبح التهديد الكمومي ملحاً.

وأبسط طريقة لفهم العملات المشفرة الكمومية أنها جهود لجعل أمن العملات المشفرة قوياً بما يكفي لمستقبل تصبح فيه الحواسيب الكمومية حقيقةً قوية وقادرة على مهاجمة تشفير المفتاح العام المستخدم اليوم.