پیشنهاد انجماد (فریز کردن) سکههای بیت کوین آسیبپذیر در برابر حملات کوانتومی، همواره با یک «اما و اگر» همراه بوده است. پیشنهاد BIP-361 که در ماه آوریل توسط «جیمزسون لوپ» (Jameson Lopp) و پنج نویسنده دیگر منتشر شد، واریزهای جدید به آدرسهای آسیبپذیر را پس از سه سال مسدود کرده و هر آنچه را که پس از پنج سال باقی بماند منجمد میکند. این کار بیش از یک سوم از کل ذخایر بیت کوین را بلوکه خواهد کرد؛ از جمله حدود ۱.۱ میلیون بیتکوین متعلق به آفرینندهی مستعار آن، «ساتوشی ناکاموتو»!
گام بعدی آن طرح، وعدهی یک مسیر بازیابی (Recovery) با استفاده از اثباتهای دانشصفر (Zero-Knowledge Proofs) را میداد؛ فناوری ویژهای که به فرد اجازه میدهد بدون افشای یک حقیقت، آگاه بودن خود از آن را به دیگری اثبات کند.
مجموعهی تحقیقات کوانتومی Project Eleven میگوید اکنون دقیقاً چنین ابزاری را ساخته و آن را به اندازهی کافی سریع کرده تا قابل استفاده باشد!
روز کوانتوم (Q-Day) و تهدید کلیدها
روز کوانتوم (Q-Day) یک زمان فرضی است که در آن یک کامپیوتر کوانتومی میتواند کلید خصوصی را از روی کلید عمومی استخراج کند؛ موضوعی که به مهاجم اجازه میدهد تراکنشها را از طرف هر آدرسی که کلید عمومی آن تا کنون افشا شده است، امضا کند.
بر اساس BIP-361، بیش از ۳۴ درصد از کل بیتکوینها در این دسته قرار میگیرند. پس از روز کوانتوم، یک امضای دیجیتال هیچ چیزی را اثبات نمیکند؛ چرا که مهاجم میتواند به همان راحتیِ مالک اصلی، امضا تولید کند و شبکه قادر به تشخیص آنها از یکدیگر نخواهد بود.
امضاهای بیت کوین بر پایه «رمزنگاری منحنی بیضوی» هستند؛ سیستمی که در آن کلید خصوصی از طریق محاسبات ریاضی یکطرفه، کلید عمومی را میسازد. هر کسی میتواند کلید عمومی را بررسی کند، اما هیچکس نمیتواند مسیر ریاضی را معکوس کرده و به کلید خصوصی برسد. با این حال، الگوریتم شور (Shor’s Algorithm) — یک روش کوانتومی منتشرشده در سال ۱۹۹۴ برای مسائلی که کامپیوترهای معمولی از پس آن برنمیآیند — میتواند با دریافت کلید عمومی، کلید خصوصیِ سازندهی آن را استخراج کند.
در سوی دیگر، هشینگ (Hashing) مسئلهی متفاوتی است. یک تابع هش، ورودی را به یک اثرانگشت با طول ثابت تبدیل میکند و قابل معکوسسازی نیست. بهترین حمله کوانتومی روی آن که الگوریتم گراور (Grover’s Algorithm) نام دارد، تنها توان نمایی را نصف میکند نه اینکه آن را کلاً فرو بریزد؛ یعنی حدس زدن یک هش ۲۵۶ بیتی را از 2ˆ256
حالت به 2ˆ128 حالت کاهش میدهد.
این رقم هنوز هم از تعداد حدسهایی که دستگاهی با قدرت ۱ میلیارد حدس در ثانیه بتواند در طول عمر کل جهان بزند، بسیار بیشتر است.
نحوهی عملکرد راهحل بازیابی
کیفپولهای مدرن بر پایه هشینگ ساخته شدهاند. یک کیفپول، آدرسها را در یک ساختار درختی میسازد و هر کلید را از کلید والد (مادر) خود مشتق میکند. یک مرحلهی مشتقسازی سختگیرانه (Hardened)، کلید خصوصی والد را از طریق تابع HMAC-SHA512 عبور میدهد تا کلید فرزند را تولید کند.
این یک تابع یکطرفه است. مهاجمی که پس از «روز کوانتوم» یک آدرس را بشکند، دقیقاً همان کلید مربوط به همان آدرس را به دست میآورد و نمیتواند در درخت رمزنگاری به سمتی بالا برود تا به کلید والد برسد.
مجموعه Project Eleven و «جیم پوزن» (Jim Posen)، توسعهدهندهی ارشد سیستم اثبات Binius، یک اثبات دانشصفر حول این ساختار ساختهاند.
در این روش، کاربر اثبات میکند که اطلاعات کلیدِ بالادستیِ آدرس خود در درخت مشتقسازی کیفپول را میداند و آن کلید آدرس مورد نظر را میسازد؛ سپس این اثبات را به یک پیام مشخص پیوند میدهد تا همان اثبات، مجوز تراکنش انتقال باشد. در این فرایند، هیچیک از اطلاعات کلید اصلی افشا نمیشود.
بنچمارکها و بنچمارکهای سرعتی این طرح، آن را جالب توجه کرده است. روی یک لپتاپ M5 MacBook Air، تولید اثبات با چهار هسته تنها ۲۴۳ میلیثانیه و راستیآزمایی آن ۴۰ میلیثانیه زمان میبرد. کل این فرایند حدود ۲ گیگابایت حافظه رم مصرف میکند و به هیچ کارت گرافیکی (GPU) نیاز ندارد. همچنین نیازی به راهاندازی قابل اعتماد (Trusted Setup) ندارد.
نسخهی Project Eleven تنها روی پردازنده اصلی (CPU) ظرف ۹۱۰ میلیثانیه اجرا میشود (با احتساب ساخت مدار، تولید اثبات و خود-بازبینی) که آن را ۱۶ برابر سریعتر میکند. بدون در نظر گرفتن راهاندازی اولیه (که یک اثباتکننده واقعی آن را یکبار میسازد و بارها استفاده میکند)، این تفاوت سرعت به حدود ۶۰ برابر میرسد.
چرا این روش برای سکههای ساتوشی کارساز نیست؟
همه این ترفندها وابسته به این است که یک کلید در سطحی بالاتر از آدرس کاربر در یک ساختار درختی وجود داشته باشد تا بتوان آگاهی از آن را اثبات کرد. اما این ساختار درختی با استاندارد BIP-32 معرفی شد که در ۱۱ فوریه ۲۰۱۲ به ثبت رسید.
قبل از آن، همانطور که در مستندات خود بیت کوین آمده است، کیفپولها هر کلید را بهصورت کاملاً مستقل و تصادفی تولید میکردند.
ساتوشی طی سالهای ۲۰۰۹ و ۲۰۱۰ به استخراج پرداخت و تا سال ۲۰۱۱ کلاً ناپدید شد. آن سکهها در خروجیهای pay-to-public-key قرار دارند که کلید عمومی آنها مستقیماً روی بلاکچین ثبت شده و توسط نرمافزاری تولید شدهاند که هیچ عبارات بازیابی (Seed Phrase)، مسیر مشتقسازی و کلید والدی نداشته است. هیچ چیزی بالای آنها در یک درخت وجود ندارد، زیرا در آن زمان اصلاً درختی وجود نداشت!
همین شکاف فنی برای تمامی کیفپولهای قبل از سال ۲۰۱۲ نیز صدق میکند؛ بخش عظیمی از قدیمیترین و دستنخوردهترین بیتکوینهای جهان که طرح BIP-361 دقیقاً برای تعیین تکلیف آنها نوشته شده بود.
به همین ترتیب، این شرکت اذعان کرده که این نمونهی اولیه هنوز حسابرسی (Audit) نشده، از سه نوع آدرس بیت کوین به جز Taproot پشتیبانی میکند، ریشهی اثبات را روی کلید نوع سکه قرار میدهد نه عبارت بازیابی (Seed)، و تا به امروز هیچ داراییای را روی هیچ بلاکچین زندهای بازیابی نمیکند.
تغییر در شکل بحثها
با این وجود، شکل استدلالها در حال تغییر است. لوپ صراحتاً گفته که از BIP-361 خوشش نمیآید و تنها به این دلیل آن را نوشته که گزینههای بدیل را بدتر میداند. بلندترین اعتراض به این طرح این بود که منجمد کردن سکهها، وعدهی بیتکوین مبنی بر «مالکیت دائمی» را زیر پا میگذارد.
اما این اعتراض بر این فرض استوار بود که انجماد، نهایی و بازگشتناپذیر است. یک اثبات بازیابی کارآمد، این انجماد را به جای «سوزاندن سکهها» به یک «قفل» تبدیل میکند و کلید آن را به هر کسی که هنوز عبارت بازیابی (Seed Phrase) خود را دارد، میسپارد.
کلیدی که ساتوشی هرگز آن را نداشت!
منبع: Coindesk
