آموزش ترید و تحلیل تکنیکال - مرکز تحقیقات بلاک چین

پردازش کوانتومی در مقابل بلاکچین

پردازش کوانتومی در مقابل بلاکچین

 

یکی از نقاط قوت اصلی فناوری بلاکچین و اپلیکیشن‌های مبتنی بر بلاکچین این است که دفاتر (Ledgers) کل توزیع شده امن، تحت شرایط عادی غیر قابل شکست هستند و این خود باعث برتری تکنولوژی محاسباتی می‌شود. با این وجود، اعتبار آن به شدت به فرضیه "وضعیت تکنولوژی" وابسته است. اگر یک تغییر پارادایمی (الگویی) در وضعیت محاسباتی صورت بگیرد، سیستم‌های کنونی مبتنی بر بلاکچین، ممکن است به تهدیداتی که در طراحی آنها شکل گرفته یا بهتر بگوییم، نهفته است، آسیب پذیر و شکننده باشند. اما از به وقوع پیوستن این اتفاق ما چقدر دور یا نزدیک هستیم؟

گام های عملی که فیزیکدانان در سه دهه گذشته برای ایجاد یک کامپیوتر کوانتومی انجام داده اند، می تواند به زودی به چنین تغییراتی کمک کند. به عنوان یک نقطه عطف به نام "برتری کوانتومی"، یک کامپیوتر کوانتومی می‌تواند یک کامپیوتر سنتی را در انجام یک کار خاص به راحتی مغلوب نماید، بر همین اساس این سوال که آیا دستگاه‌های مبتنی بر پردازش کوانتوم در آینده قادر به شکست دادن و از بین بردن بلاکچین هستند یا نه، هر روز درکانون توجهات است.

 


 آغازی در محاسبات کوانتومی


 آغازی در محاسبات کوانتومی

 

یک کامپیوتر کوانتومی، دستگاهی است که از اصول مکانیک کوانتومی برای انجام محاسبات استفاده می‌کند. برای ذخیره و دستکاری اطلاعات، رایانه‌های معمولی از واحدهای باینری به نام بیت استفاده می‌کنند که می تواند یکی از دو حالت ممکن را نشان دهد: 0 یا 1. ماشین‌های کوانتومی بر بیت‌های کوانتومی که به آنها کیوبیت (Qubit) گفته می‌شود تکیه می‌کنند، کیوبیت‌ها می‌تواند همزمان صفر و یک باشند. این پدیده که "برهم نهی" (Superposition) نامیده می شود، اجازه می دهد تا چنین دستگاه‌هایی انجام وظایف خاص را بسیار سریع تر از همتایان مبتنی بر بیت خود انجام دهند.

یکی دیگر از اصطلاحات بنیادی در نظریه کوانتوم، پیچیدگی (Entanglement) است. هنگامی که دو ذره درهم می آیند یا پیچیده می‌شوند، آنها در همان حالت کوانتومی که بودند باقی می‌مانند، مهم نیست که چقدر فاصله در فضای فیزیکی وجود دارد، آنها خود را به حالت کوانتومی تغییر می‌دهند. در این حالت، کیوبیت‌هایی که جفت شده‌اند باعث رشد نمایی (exponential) در قدرت محاسباتی رایانه کوانتومی می‌شود. رسیدن به حالت برهم نهی که برای انجام محاسبات کوانتومی لازم است، به سختی انجام می‌گیرد. فیزیکدانان از پرتوهای لیزری و امواج مایکرو ویو برای قرار دادن کیوبیت‌ها در این حالت استفاده می کنند و سپس از تکنیک‌هایی برای حفظ آن بهره می‌برند که آنها را از کوچکترین نوسانات دمایی، نویز و امواج الکترومغناطیسی در امان نگه می‌دارد.

کامپیوترهای کوانتومی کنونی به علت شکنندگی شرایط کاری بسیار مستعد خطا (Error-prone) هستند، که البته با روشی به نام (Decoherence) قبل از شروع هر عملیات کوانتومی، آنها را از خطا پاک می‌کنند. قدرت محاسباتی کوانتومی یک ماشین کوانتومی با تعداد کیوبیت‌هایی که همزمان می‌توانند نفوذ کنند، سنجیده می‌شوند. با شروع و دستیابی به دو کیوبیت کوچک که در اواخر دهه 1990 کشف شد، امروزه قدرتمندترین کامپیوتر کوانتومی که توسط Google اداره می شود، می تواند از 72 کیوبیت استفاده کند!  


کامپیوترهای کوانتومی و بلاکچین


کامپیوترهای کوانتومی و بلاکچین

 

با فراگیر شدن و پذیرفته شدن موضوع بلاکچین، ایده عدم تغییرپذیری و غیرقابل انطباق بودن بلاکچین‌ها به طور گسترده پذیرفته شده است: اعتقاد عمومی به دارایی‌های دیجیتال (Digital assets)، ترویج پذیرش و تطابق پذیری با آنها.

 با این حال، ظهور محاسبات کوانتومی به طور بالقوه می تواند یکپارچگی کلید عمومی رمزنگاری شده (public-key cryptography) که در اصل ستون اصلی امنیت بلاکچین است را به خطر بیندازد. در حالی که طیف برنامه های کاربردی بالقوه کامپیوترهای کوانتومی گسترده است، یکی از مهم ترین موضوعات در حوزه بلاکچین و رمزنگاری به طور کلی، توانایی اجرای الگوریتم های خاص بسیار سریعتر از هر سوپر کامپیوتری می‌باشد. یکی از مواردی که به طور گسترده مورد بحث قرار می گیرد استفاده از الگوریتم معروف Shor برای تجزیه فاکتور (عامل) است که به طور بالقوه بسیاری از تکنیک های رمزگذاری معاصر را منسوخ می کند.

گروهی از محققان مرکز کوانتوم روسیه در مقاله مجله Nature عنوان کردند، یک خطر بالقوه در امنیت بلاکچین این است که امنیت آن، به توابع یک طرفه ریاضی به شدت وابسته است که در عمل به راحتی اجرا می‌شوند ولی روش معکوس آن به سختی امکان‌پذیر است. چنین توابعی برای هر دو مورد تولید امضاهای دیجیتال و اعتبار سنجی معاملات در Ledger ها (دفاتر توزیع شده) مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک جنایتکار مجهز به یک دستگاه کوانتومی کاربردی قادر به انجام محاسبات معکوس بسیار سریعتر خواهد بود، که این امر آن را قادر می‌سازد تا بتواند امضا و هویت افراد را جعل کنند و به دارایی‌های دیجیتال آنها دسترسی پیدا کنند. همچنین در فرایند ماینینگ، یک فرد خرابکار می‌تواند فرایند به روز رسانی دفاتر کل توزیع شده را مختل کند، تاریخچه معاملات را تغییر دهد و حتی میتواند سکه (Coin) ها را دوباره خرج کند!

محققان روسی پیشنهاد کردند که معماران سیستم های رمزنگاری شده باید فورا اقدامات احتیاطی علیه این تهدید را آغاز کنند. یکی از راه حل‌هایی که می‌تواند جایگزین امضاهای دیجیتال معمولی با رمزنگاری مقاومتی کوانتومی (quantum-resistant cryptography) باشد، نوع الگوریتم‌های امنیتی است که به طور خاص برای مقاومت در برابر حملات یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند طراحی شده اند. همچنین فیزیکدانان روس، یک راه حل دیگر را استفاده از اینترنت کوانتومی می‌دانند، هرچند که هنوز دهه ها برای دستیابی به آن فاصله داریم. این معماری در واقع آینده‌ی شبکه‌های ارتباطی بی‌سیم خواهد بود که براساس اتصال بین ذرات کوانتومی درهم آمیخته شده از راه دور عمل می‌کند و یک مدل جدید از ساختارهای بلاکچینی و اینترنت اشیا ارائه می‌دهد.

این در حالی است که دل راجان (Del Rajan) و مت ویسر (Matt Visser) از دانشگاه ویکتوریا نیوزیلند ایده‌هایی مشابه اینترنت کوانتومی منتشر کرده‌اند، ایده ای که عقل از هوش می‌برد! آنها پیشنهاد کردند که استفاده از رمزنگاری کوانتومی را کنار بگذارند و به طور مستقیم به ایجاد یک سیستم مبتنی بر سیستم کوانتومی بپردازند! مدل آنها یک شبکه بلاکچین را بر اساس کیوبیت‌هایی که نه تنها در فضا، بلکه در زمان نیز درهم پیچیده‌ شده اند، تشریح میکند. تلاش برای تغییر رکورد معاملات به طور پیش فرض، که توسط ذرات در طول تاریخ کدگذاری شده اند، بدون از بین بردن کامل ذرات امکان پذیر نیست. با این وجود، تحقق این مدل بلاکچینی جدید تا زمانی که هنوز اینترنت کوانتومی به واقعیت  نزدیک نشده، دور از تصور است.

 


وزن کشی شرکت کنندگان


کامپیوترهای کوانتومی و بلاکچین

 

راه حل‌های آینده نگری که توسط محققان دانشگاهی پیشنهاد می‌شود، نیازمند چندین سال زمان است تا بتوانیم بصورت عملیاتی از آن‌ها استفاده کنیم. با این وجود تحقیقات زیادی در محاسبات کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی در حال حاضر اتفاق می افتد.

طی مصاحبه‌ای که اخیرا متخصصان محاسبات کوانتومی با کوین تلگراف (Cointelegraph) انجام داده‌اند، اظهار داشتند که خطر محاسبات کوانتومی بسیار نزدیک است و در این خصوص نظرات متفاوتی ارائه دادند. یانیو التشولر (Yaniv Altshuler، یک محقق در دانشگاه MIT, مدیر عامل و یکی از بنیانگذاران پلتفرم تجزیه و تحلیل Endor در مصاحبه با کوین تلگراف گفت: "کامپیوترهای کوانتومی درحال قوی شدن هستند و رشدی سریعترتر از حد انتظار دارند. با این حال، قابلیت های آنها، فناوری بلاکچین را شکست نمی‌دهد. هر ساله هنگامی که سخت افزار جدید منتشر می شود، نگرانی ها درباره ی یکپارچگی بلاکچین مورد توجه قرار می‌گیرد، اما شواهدی مبنی بر این که محاسبات کوانتومی می‌تواند فناوری بلاکچین را به خطر بیاندازد وجود ندارد."

استوارت الن (Stewart Allen) معاون عملیات شرکت محاسبات کوانتوم IonQ، بر این باور است که تا زمانیکه محاسبات کوانتومی به حدی قدرتمند شوند که یکپارچگی بلاکچین‌های امروزی را به خطر بیندازند، سیستم‌های امنیتی نیز به همان سمت الگوریتم‌های کوانتومی حرکت می‌کنند: " خطری از سمت کامپیوترهای کوانتومی که بتواند رمزنگاری بلاکچین را در کوتاه مدت بشکنند، وجود ندارد. اگر روزی این اتفاق بیافتد، رمزنگاری به الگوریتم‌های کوانتومی مقاوم تر تبدیل خواهد شد. ما حداقل یک دهه از کامپیوترهای کوانتومی که قادر به شکستن رمزنگاری بلاکچین باشند دورهستیم."

اما برخی دیگر چنین دیدگاه خوش بینانه ای ندارند. نوربرت گوفا (Norbert Goffa) مدیر اجرایی ILCoin نظر خود را در مورد ظهور بالقوه استخرهای استخراج (mining pool) کوانتومی اینگونه بیان می‌کند: "اگر کسی یک استخر استخراج کوانتومی داشته باشد خیلی راحت میتواند دیگران را به سلطه خود درآورد و در حال حاضر ما چنین استخر استخراجی در اختیار نداریم. از سوی دیگر، بسیاری از شرکت ها بر روی فناوری محاسبات مبتنی بر کوانتوم کار می کنند. ما معتقدیم که در پنج سال آینده چنین استخرج استخراجی ایجاد می‌شود. شاید هم در مدت زمان کوتاه  تری، چه کسی می داند؟"

راکش راماچاندران (Rakesh Ramachandran) مدیر جرایی و بنیانگذار مجموعه QBRICS تاکید کرد که محاسبات کوانتومی تقریبا در هر حوزه ای که رمزنگاری استفاده می شود، تاثیری چشمگیر خواهد داشت. به گفته او، فن‌آوری بلاکچین ممکن است با یک تغییر سیستماتیک مواجه شود. یعنی کامپیوترهای کوانتومی، نه تنها رمزنگاری مبتنی بر بلاکچین را بازنویسی می‌کنند، بلکه هر جا که کاربرد رمزنگاری وجود دارد از جمله موارد ساده مانند پلتفرم‌های بانکی آنلاین را هم دستخوش تغییر قرار می‌دهند.

به تازگی یک تحقیق قابل توجه و کاربردی برای کاهش اثرات و حرکت به رمزنگاری کوانتومی مقاوم یا رمزنگاری پسا کوانتومی انجام شده است. این تحقیق نشان می‌دهد که چالش بلاکچین فقط در مورد تهدیدی نیست که کامپیوترهای کوانتومی مطرح می‌کنند، بلکه این بحث که چگونه بلاکچین به رمزنگاری جدید مهاجرت می‌کند نیز مطرح است.

تقریبا تمامی کارشناسان، از خطری که در طی 10 تا 15 سال آینده توسط محاسبات کوانتومی برای بلاکچین و ارزهای دیجیتال ایجاد می‌شود، پیش‌بینی‌های مشابهی ارائه ‌می‌کنند. آنها در دستورالعمل های خود برای مقابله با حملات بالقوه کوانتومی نیز نسبتا ثابت قدم بوده اند. اکثر کارشناسان موافقند که تغییر تدریجی رمزنگاری کوانتومی مقاوم و همچنین ایجاد زیرساخت هایی که از آن حمایت می کنند، ضروری است. بلاکچین باید تکامل یابد، اما بعید است که فناوری محاسبات کوانتومی اساسا تهدیدی برای آن باشد.

 

 بیشتر بخوانید:

کامپیوتر کوانتومی چیست و چگونه کار می‌کند؟

کامپیوتر کوانتومی تهدیدی برای ارزهای دیجیتال

هشینگ و امضای دیجیتال در بلاک چین چیست؟

علت افزایش قیمت بیتکوین در سال 2017 چه بود؟

فناوری بلاک چین چگونه کار می کند؟ (هر آنچه که باید بدانید)


منبع: مرکز تحقیقات بلاکچین


آموزش صفر تا صد ترید و تحلیل تکنیکال ارزهای دیجیتال، بورس و فارکس

درباره ما

"مرکز تحقیقات بلاک چین" به‌عنوان بزرگترین وب سایت تخصصی، پژوهشی و آموزشی بلاک چین در جهان توسط مجموعه ای از متخصصان حوزه بلاک چین و ارزهای رمزنگاری شده از سال 1396 به ‌صورت رسمی فعالیت خود را آغاز نمود.


ادامه درباره ما

 

ارتباط با پشتیبانی در تلگرام bircsupport1@

شماره تماس: ۷۲۳۹۲۳۴-۰۹۳۶

کانال تلگرام مرکز تحقیقات بلاکچین