مسیر ارتقاء کوانتومی بیت‌کوین: تغییرات BIP 360 و آنچه تغییر نمی‌دهد

اما بحث‌ها بر سر امنیت بیت‌کوین در دوران رایانش کوانتومی، از مناظرات صرفاً نظری به قلمرو برنامه‌ریزی فعال پروتکل وارد شده‌اند. در حالی که دانشمندان بر سر تهدید بلندمدت رایانش کوانتومی با یکدیگر اختلاف نظر دارند، توسعه‌دهندگان در جامعه بیت‌کوین در حال بررسی راه‌هایی هستند که شبکه را بدون برهم زدن معماری بنیادی آن، در برابر این تهدید ایمن سازند.

بیشتر این تلاش‌ها عمدتاً حول محور BIP-360 متمرکز شده‌اند، که یک مسیر ارتقای طراحی‌شده برای بهبود نحوه تنظیم رمزنگاری‌های بیت‌کوین در صورت عملی شدن یک حمله کوانتومی است. با این حال، BIP-360 در حالی که به عنوان ابزاری برای دستیابی به آمادگی کوانتومی معرفی می‌شود، حرکتی به سوی امنیت پسا-کوانتومی کامل نیست:

در عوض، این طرح نمایانگر چیزی محتاطانه‌تر و بنیادی‌تر است: قطعه‌ای از فناوری که در یک سیستم ادغام خواهد شد، نه اینکه کل زیرساخت‌های موجود را از کار بیندازیم.

چرا رایانش کوانتومی نگرانی امنیتی برای بیت‌کوین است؟

همانند سایر الگوریتم‌های کلید عمومی-خصوصی، امنیت بیت‌کوین برای تأمین کلید خصوصی و اجازه دادن به مالک کلید برای تأیید آزادانه تراکنش‌ها، به رمزنگاری منحنی بیضوی (ECC) متکی است. نگرانی ناشی از رایانش کوانتومی این است که اگر کسی یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند داشته باشد، می‌تواند در تئوری کلید خصوصی را از اطلاعاتی که قابل مشاهده است، استخراج کند.

اگرچه این نوع ماشین‌ها هنوز در مقیاس مورد نیاز وجود ندارند، اما خطر بالقوه بلندمدت باعث شده توسعه‌دهندگان شروع به بررسی اقدامات متقابل کنند. این دلیل آن است که توسعه‌دهندگان به مهاجرت عجولانه و ناشی از وحشت به چنین سیستم‌هایی روی نمی‌آورند.

و اینجاست که BIP 360 وارد عمل می‌شود.

BIP 360 در واقع چه چیزی را معرفی می‌کند؟

BIP 360 رمزنگاری موجود مورد استفاده بیت‌کوین را کنار نمی‌گذارد. بلکه، چارچوبی جدید و منعطف‌تر ارائه می‌دهد که امکان همزیستی چندین طرح امضا را در یک شبکه واحد فراهم می‌آورد.

به زبان ساده، این پروتکل به بیت‌کوین اجازه می‌دهد تا از رمزنگاری جدید بدون از کار انداختن رمزنگاری‌های موجود پشتیبانی کند.

مفهوم اصلی این پیشنهاد، اجازه دادن به چابکی رمزنگاری است که به موجب آن شبکه می‌تواند مدل امنیتی خود را در طول زمان تنظیم کند، به جای اینکه برای همیشه به یک رویکرد واحد وابسته باشد.

این امر همچنین امکان معرفی ارتقاهای آینده برای طرح امضا را به صورت تدریجی فراهم می‌کند، زیرا طرح‌های امضای مقاوم در برابر کوانتوم که در آینده ارائه خواهند شد، به عنوان مثال، در طول زمان مورد تحقیق و آزمایش قرار خواهند گرفت.

BIP 360 چه بهبودهایی در طراحی بیت‌کوین ایجاد می‌کند؟

مهم‌ترین بهبود معرفی شده توسط BIP 360، انعطاف‌پذیری است. به جای تحمیل یک راه‌حل رمزنگاری یک‌باره و برای همیشه به بیت‌کوین، این طرح مسیری را به سوی پیشرفت تدریجی فراهم می‌آورد.

این به این معنی است:

امضاهای جدید به راحتی در کنار سایر امضاها اضافه می‌شوند؛

کیف پول‌ها به آرامی به الگوریتم‌های جدیدتر مهاجرت خواهند کرد؛

می‌توان بدون نیاز به مهاجرت اجباری از رمزنگاری‌های قدیمی سازگار شد.

توسعه‌دهندگان با یک روش سازمان‌یافته برای برنامه‌ریزی ارتقاهای زیرساخت مرکز رمزنگاری مبتنی بر سخت‌افزار برای آینده مجهز می‌شوند.

چنین طراحی برای بقای بیت‌کوین بسیار حیاتی است، زیرا سیستم را قادر می‌سازد تا به صورت پویا با چالش‌های جدید سازگار شود، بدون اینکه نیازی به بازسازی کل اکوسیستم داشته باشد.

به عبارت دیگر، BIP 360 بیت‌کوین را مقاوم در برابر کوانتوم نمی‌کند، بلکه آن را آماده ارتقا می‌سازد.

چه چیزهایی را تغییر نمی‌دهد؟

با این حال، با وجود اهمیت زیاد، BIP 360 مستقیماً به تهدید کوانتومی نمی‌پردازد. این طرح نه جایگزین طرح امضای مورد استفاده امروز بیت‌کوین می‌شود و نه ضعف‌های فعلی را در سناریوی آینده با قابلیت کوانتومی خنثی می‌کند.

دلایل متعددی وجود دارد که چرا این مفهوم یک جایگزینی کامل نیست.

اولاً، هنوز یک استاندارد رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم مورد توافق وجود ندارد. چندین کاندید در دسترس هستند، اما همه آنها باید به عنوان کاندیداهای آزمایشی در نظر گرفته شوند و نه به عنوان راه‌حل‌های اثبات‌شده در مقیاس جهانی.

ثانیاً، بیت‌کوین ثبات را بر سرعت تغییر ترجیح می‌دهد. پیاده‌سازی یک بازتعریف کامل رمزنگاری ممکن است خطرات ناخواسته ای برای اجماع، کیف پول‌ها و زیرساخت‌های دیرینه به همراه داشته باشد.

ثالثاً، این کار به طور موقت میلیاردها دلار بیت‌کوین ذخیره شده در فرمت‌های آدرس موجود را به خطر می‌اندازد. یک تغییر اجباری می‌تواند مشکلات لجستیکی و امنیتی را برای کاربران در سراسر شبکه ایجاد کند، اگر آنها مجبور به تغییر همزمان باشند.

به این ترتیب، BIP 360 به گونه‌ای محافظه‌کارانه طراحی شده است. این طرح ریل‌های تغییر را فراهم می‌کند، نه اینکه خود تغییر را به اجرا بگذارد.

فلسفه پشت مسیر ارتقا

تمام توسعه‌های بیت‌کوین بر اساس اصل حداقل اختلال انجام می‌شود. هر به‌روزرسانی عمده‌ای به تدریج عرضه می‌شود، در سناریوهای مختلف آزمایش می‌شود و سازگار با نسخه‌های قبلی است.

BIP 360 این روحیه را با فراهم کردن لایه زیرساخت برای تغییرات رمزنگاری آینده تجسم می‌بخشد. به جای حدس زدن اینکه کدام الگوریتم مقاوم در برابر کوانتوم پیروز خواهد شد، این طرح تضمین می‌کند که انتخاب نهایی همچنان می‌تواند به طور ایمن ادغام شود.

این سیستم برای پایداری بسیار زیاد طراحی شده است. سرعت در این سیستم مسئله‌ای نیست.

چرا بیت‌کوین مستقیماً به امنیت پسا-کوانتومی منتقل نمی‌شود؟

یک تغییر جامع به رمزنگاری پسا-کوانتومی به این معنی خواهد بود که کل مدل امنیتی در شبکه بیت‌کوین باید جایگزین شود. این یکی از حیاتی‌ترین اجزای کل ساختار است.

خطرات موجود عبارتند از:

احتمال بروز مشکل با کیف پول‌ها/سخت‌افزارهای موجود در صورت عدم سازگاری بلاک‌چین‌های جدید با آنها.

هماهنگی بین ماینرها، نودها و صرافی‌ها بسیار پیچیده است.

عدم توافق دشوار بر سر اینکه کدام الگوریتم‌ها به طور موثر در برابر کوانتوم مقاوم هستند.

خطر معرفی آسیب‌پذیری‌های جدید به دلیل استقرار سریع.

به دلیل این مسائل، توسعه‌دهندگان سعی نمی‌کنند همه چیز را یکباره ارتقا دهند؛ آنها وقت خود را صرف ساختن یک مسیر ارتقا می‌کنند که پس از آماده شدن محیط، به صورت اختیاری فعال شود.

مهاجرت تدریجی به عنوان استراتژی اصلی

به جای یک ارتقای بزرگ در سراسر شبکه، آنچه محتمل‌تر به نظر می‌رسد، یک مهاجرت پیوسته است: انواع آدرس‌های جدیدی که از امضاهای مقاوم در برابر کوانتوم پشتیبانی می‌کنند، در حالی که آدرس‌های سبک قدیمی‌تر برای مدتی به کار خود ادامه می‌دهند.

در بلندمدت، ممکن است کاربران تشویق شوند تا با توسعه اکوسیستم، به فرمت‌های جدیدتر مهاجرت کنند.

این رویکرد با نحوه معرفی ارتقاهای نوآورانه بیت‌کوین سازگار خواهد بود؛ اگرچه رادیکال هستند، اما سازگار با نسخه‌های قبلی بوده و بر ایمنی کاربران در وهله اول تأکید دارند.

مبادله بین نوآوری و ثبات

معضل اساسی در برنامه کوانتومی بیت‌کوین، بین نوآوری و ثبات است. از یک طرف، عدم پرداختن به تهدید کوانتومی غیرمسئولانه خواهد بود. از طرف دیگر، وحشت‌زدگی زودهنگام ممکن است شبکه را بی‌ثبات کند.

BIP 360 با تأکید بر اختیاری بودن به دنبال راه‌حلی برای این معضل است: به جای تلاش برای مجبور کردن مردم به تغییر، فقط اطمینان حاصل می‌کند که وقتی مردم بخواهند تغییر کنند، این تغییر امکان‌پذیر باشد.

و این نکته گسترده‌تر است: در مورد بیت‌کوین، بهتر است حتی با سرعتی بسیار کند تکامل یابد، تا اینکه متعصب شود.

نتیجه‌گیری

BIP 360 یک سپر کوانتومی برای بیت‌کوین نیست، بلکه یک بهبود ساختاری برای نحوه تکامل بیت‌کوین در آینده است. قلب این پیشنهاد، انعطاف‌پذیری رمزنگاری است که شامل چندین طرح امضا می‌شود که در یک ساختار واحد پیاده‌سازی شده‌اند.

کاری که انجام نمی‌دهد نیز به همان اندازه مهم است. این طرح امنیت موجود را جایگزین نمی‌کند و پاسخی فوری در برابر حملات احتمالی کوانتومی ندارد.

بلکه، بیت‌کوین را برای پایداری بلندمدت آماده می‌کند، با داشتن محافظت‌های موجود تا زمانی که رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم به بلوغ برسد و سیستم بتواند بدون به خطر انداختن پایه خود، به آن منتقل شود.

در مجموع، BIP 360 نقطه پایان سفر کوانتومی بیت‌کوین نیست؛ بلکه راهنمایی است که ما در این سفر از آن استفاده می‌کنیم.