امنیت بیت‌کوین درهم می‌شکند!

جهان صنعت _ به‌گفته پژوهشگران، اولین طرح کوانتومی جهان می‌تواند امنیت ۲۵۶بیتی بیت‌کوین را در ۲۶روز بشکند. به‌گزارش ایسنا، تحقیقات رایانه کوانتومی IonQ اولین طرح جامع برای شکستن امضاهای منحنی بیضوی ۲۵۶بیتی را ارائه می‌دهد. IonQ چیزی را منتشر کرده است که آن را اولین طرح جامع و کامل جهان برای شکستن امضاهای منحنی بیضوی ۲۵۶بیتی با یک رایانه کوانتومی می‌نامد. این مطالعه عدد قابل‌توجهی را برای این مساله مطرح می‌کند. طبق تخمین، یک ماشین کوانتومی مقاوم در برابر خطا می‌تواند مساله منحنی بیضوی secp256K1بیت‌کوین را ظرف حدود ۷/‏25روز حل کند. محققان به نیاز به ۱۹‌هزار و ۳۹۷کیوبیت فیزیکی برای محاسبه رسیدند. این رقم شامل سخت‌افزار مورد نیاز برای اجرای الگوریتم با تصحیح خطای کوانتومی نیز می‌شود. این نتیجه به این معنی نیست که امنیت بیت‌کوین را می‌توان همین امروز شکست، چراکه IonQ هنوز حمله به یک رایانه کوانتومی درحال کار را نشان نداده است. در عوض، این مقاله کل محاسبات را تا عملیاتی که یک ماشین در آینده باید انجام دهد، ردیابی می‌کند.

الگوریتم Shor مدت‌ها است که مسیر نظری برای شکستن رمزنگاری کلید عمومی با کامپیوترهای کوانتومی را فراهم می‌کند. با این حال، تبدیل این ریاضیات به یک ماشین، یک مشکل مهندسی بسیار بزرگ‌تر ایجاد می‌کند. محققان توسعه‌دهنده IonQ حمله علیه secp256k1 را به‌عنوان یک بار کاری واقعی تحمل خطا مدل‌سازی کردند. این منحنی به یک معیار مفید تبدیل شده زیرا بیت‌کوین به آن متکی است و رمزنگاران آن را به‌طورگسترده مطالعه کرده‌اند. طراحی حاصل از هزار و ۴۵۷ کیوبیت منطقی و تقریبا ۳۹‌میلیون دروازه Toffoli استفاده می‌کند. این منابع منطقی سپس پس از ورود تصحیح خطا به تصویر، به‌هزاران کیوبیت فیزیکی گسترش می‌یابند. کریس بالانس (Chris Ballance)، رییس محاسبات کوانتومی IonQ گفت که این تیم محاسبه را تا اصول اولیه تصحیح خطا گردآوری کرده است. این سطح از جزئیات همچنین به محققان اجازه داد تا یک حد پایین قابل‌اثبات برای احتمال تکمیل موفقیت‌آمیز محاسبات محاسبه کنند. محققان می‌گویند تخمین‌های قبلی اغلب بخش‌هایی از دستگاه را که می‌توانستند بر زمان اجرا تسلط داشته باشند، ساده‌سازی می‌کردند اما بالانس خاطرنشان کرد که هیچ پلتفرم دارایی دیجیتال یا ارزدیجیتال در طول این پژوهش موردحمله قرار نگرفته است.

تبدیل گربه متحرک به ماشین

این تیم از معماری گربه متحرک IonQ برای تبدیل الگوریتم به یک طراحی سخت‌افزاری استفاده کرد. این معماری، محاسبات یون به‌دام‌افتاده را با تکنیک‌های تصحیح خطای کوانتومی ترکیب می‌کند. سپس محققان معماری را براساس الزامات خاص secp256k1 تغییر شکل دادند. این سیستمی با ۱۹‌هزار و ۳۹۷کیوبیت فیزیکی تولید کرد که آن را کمی پایین‌تر از مقیاس ۲۰‌هزارکیوبیتی قرار می‌دهد که IonQ در اطلاعیه خود به آن اشاره کرده بود.

جان گمبل(John Gamble)، معاون معماری IonQ، نتیجه را به‌عنوان یک طرح مهندسی به‌جای یک تخمین منابع صرفا نظری توصیف کرد. این تمایز مهم است. رایانه‌های کوانتومی برای ایجاد تعداد کمتری از کیوبیت‌های منطقی قابل‌اعتماد، به مقادیر عظیمی از سخت‌افزار فیزیکی نیاز دارند. نقشه‌راه IonQ درحال‌حاضر یک سیستم تحمل‌پذیر خطا با ۱۰‌هزارکیوبیت فیزیکی را در سال ۲۰۲۷ هدف قرار داده است. این شرکت انتظار دارد پیشرفت‌های سخت‌افزاری و تولیدی بیشتری در حدود سال ۲۰۲۸ حاصل شود.

مارتین روتلر(Martin Roetteler)، معاون رییس تحقیق و توسعه کاربردهای کوانتومی IonQ گفت که محققان الگوریتم را درکنار کامپایلر(compiler)، معماری سخت‌افزار و سیستم تصحیح خطا بهینه کردند و این هماهنگی به آوردن حجم کاری که زمانی با ماشین‌های بسیار بزرگ‌تر مرتبط بود، به محدوده سیستم‌های پیش‌بینی‌شده IonQ کمک کرد.

نتیجه نشان نمی‌دهد که حمله کوانتومی به بیت‌کوین قریب‌الوقوع است بلکه این کار به محققان هدف بسیار مشخص‌تری برای ارزیابی زمان عملی‌شدن چنین حملاتی می‌دهد. محققان می‌گویند این رویکرد می‌تواند از کارهایی فراتر از رمزنگاری پشتیبانی کند و نقشه‌راه آن شامل کاربردهای کوانتومی در شیمی، علوم مواد، خدمات‌مالی، بهینه‌سازی و امنیت ملی است. بنابراین مطالعه secp256k1 به‌عنوان یک آزمایش دشوار برای خود معماری عمل می‌کند. این روش یک الگوریتم کوانتومی معروف، یک استاندارد رمزنگاری واقعی و یک ماشین پیشنهادی را در نظر می‌گیرد، سپس هر سه را با اعدادی که مهندسان می‌توانند بررسی کنند، به هم متصل می‌کند.