کامپیوتر کوانتومی چیست؟ آیا این کامپیوتر تهدیدی برای امنیت بلاک چین است؟
در این مطلب از تترفا به بررسی کامپیوتر کوانتومی می پردازیم. تا انتهای مطلب با ما همراه باشید.
اساساً یک کامپیوتر کوانتومی، دستگاه قدرتمند و فوق‌العاده هوشمندی است که پیروی‌کننده پدیده‌ها و قوانین اختصاصی علم مکانیک کوانتوم است.
مقدمه
موضوع کامپیوترهای کوانتومی و تأثیر آنها بر روز رمز ارزها و عرصه بلاک چین، جزء موردبحث‌ترین مسائل در میان کاربران و کارشناسان این عرصه به‌حساب می‌آید.
اساساً یک کامپیوتر کوانتومی، دستگاهی به‌شدت قدرتمند است که قادر است تا کلیه مسائل دشوار را در عرض فقط چند دقیقه و به‌سادگی حل کند.
از طرفی، این موضوع که هم‌اکنون چند کامپیوتر کوانتومی در سرتاسر جهان وجود داشته و قدرت کنترل آنها در دست چه افراد، سازمان یا دولت‌هایی است، خود موضوعی است.
که جای بحث دارد؛ ولی موضوع مهم دیگر اینجا است که آیا اساساً کامپیوترهای کوانتومی قادر هستند تا به تهدیدی جدی برای امنیت شبکه‌های بلاک چین و رمز ارزها بدل گردند؟
در این مطلب از تترفا قصد داریم تا به مفهوم کامپیوتر کوانتومی پرداخته و تفاوت آنها با کامپیوترهای سنتی یا کلاسیک را مورد بررسی قرار دهیم.
و پس از آن ببینیم که علت هیاهوی ایجاد شد ه‌‌‌‌و ترس از پیشرفت این کامپیوترها در عرصه رمز ارزها چه بوده است؟
کامپیوترهای سنتی
تمامی کامپیوترهایی که ما امروزه با آنها سروکار داریم، جزء کامپیوترهای سنتی به‌حساب می‌آیند.
درواقع در این کامپیوترها، محاسبات به شکل ترتیبی اجرا می‌گردند؛ این بدین معنی است که اول یک وظیفه محاسباتی اجراشده و پس‌ازآن، وظیفه بعدی وارد فاز محاسباتی می‌شود.
این موضوع ازآن‌جهت است که حافظه یک کامپیوتر سنتی بایستی از قوانین فیزیک پیروی کرده و تنها قادر است تا از وضعیت صفر و یک پیروی کند.
اساساً روش‌های گوناگون سخت‌افزاری یا نرم افزاری هستند که به کامپیوترها این امکان را می‌دهند.
تا محاسبات پیچیده را به قسمت‌های کوچک‌تر تقسیم کرده و بدین شکل، کارایی خود را ارتقاء دهند.
بااین‌حال، اساس کار تمامی این کامپیوترها باهم یکی است؛ اول باید یک وظیفه محاسباتی به اتمام برسد تا نوبت به وظیفه بعدی برسد.
نحوه کارکرد کامپیوترهای سنتی
تصور کنید که یک کامپیوتر سنتی باید یک کلید چهار بخشی یا چهار بیتی (bit) را حدس بزند.
درواقع هرکدام از این بیت‌ها، می‌توانند صفر یا یک باشند؛ پس در حالت کلی، شانزده ترکیب احتمالی برای این کار وجود خواهد داشت.
در اینجا، یک کامپیوتر سنتی بایستی هرکدام از این بخش‌ها را به‌طور جداگانه حدس زده و اگر پاسخ اول صحیح نبود، سپس به سراغ گزینه دوم رفته و این کار را آن‌قدر تکرار کند تا پاسخ صحیح را از بین شانزده گزینه موجود پیدا کند.
بااین‌وجود، اگر طول کلیدها افزایش پیدا کند، تعداد ترکیب‌های احتمالی نیز به شکل تصاعدی بیشتر خواهند شد.
کامپیوتر کوانتومی
اساساً یک کامپیوتر کوانتومی (Quantum Computer)، دستگاه قدرتمند و فوق‌العاده هوشمندی است.
که پیروی‌کننده پدیده‌ها و قوانین اختصاصی علم مکانیک کوانتوم است.
در حقیقت اساسی‌ترین مؤلفه‌هایی که در کامپیوتر کوانتومی به‌کار می‌روند عبارت‌اند از رویهمگذاری (Superposition) و درهم‌تنیدگی (Entanglement) که مستقیماً در فرایند پردازشی این کامپیوترها دخیل هستند.
کامپیوتر کوانتومییک کامپیوتر کوانتومی، دستگاه قدرتمند و فوق‌العاده هوشمندی است که پیروی‌کننده پدیده‌ها و قوانین اختصاصی علم مکانیک کوانتوم است.
از طرفی، مهم‌ترین ایده‌ای که در پشت این کامپیوترها قرار دارد این است .
که مستقیماً از قوانین فیزیک کوانتوم جهت بررسی داده‌ها و ذخیره‌سازی اطلاعات بهره‌مند می‌شوند.
برای نخستین بار در سال ۱۹۹۸ (۱۳۷۷)، کامپیوترهای کوانتومی با ظرفیت دو کیوبیت (Qubit) تولید شدند و بعدها نیز شاهد پیدایش کامپیوترهای کوانتومی پنج و هفت کیوبیتی نیز بودیم.
اساساً اصلی‌ترین جزئی که در کامپیوترهای کوانتومی مورداستفاده قرار می‌گیرد، واحد پردازش اطلاعات این کامپیوترها است که اصطلاحاً به آن بیت کوانتومی یا کیوبیت گفته می‌شود.
از طرفی، اصلی‌ترین موضوعی که باعث شد تا واحد کیوبیت به‌عنوان اصلی‌ترین جزء یک کامپیوتر کوانتومی در نظر گرفته شود.
این است که یک بیت کلاسیک در یک زمان بخصوص تنها قادر است تا در حالت ۰ یا ۱ وجود داشته باشد.
ولی یک کیوبیت در هرلحظه قادر است تا هم صفر باشد و هم یک که این قابلیت مستقیماً برگرفته شده از خصوصیت برهم‌نهی کامپیوترهای کوانتومی است.
رمزنگاری نامتقارن و مسئله امنیت شبکه
اساساً فرایند رمزنگاری کلیدهای عمومی یا رمزنگاری نامتقارن (Asymmetric Cryptography)، یکی از اساسی‌ترین اجزای اکوسیستم رمز ارزها و زیرساخت‌های اینترنتی به‌حساب می‌آید.
در حقیقت این روش به یک جفت کلید جهت رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات متکی است.
در طرف مقابل اما، رمزنگاری متقارن (symmetric key cryptography) وجود دارد که فقط از یک کلید جهت رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات بهره می‌برد.
به‌طور کلی، کلیدهای عمومی قادر هستند تا به شکل آزادانه جهت رمزنگاری اطلاعات استفاده و به اشتراک گذاشته شوند.
این در حالی است که اطلاعات موجود را می‌توان تنها به‌وسیله کلیدهای خصوصی مربوط به آنها رمزگشایی کرد.
ازاین‌رو، فقط گیرنده‌های دلخواه قادر خواهند بود تا به اطلاعات آن دسترسی داشته باشند.
اساساً یکی از مزایای کلیدی رمزنگاری نامتقارن، قابلیت تبادل اطلاعات بدون نیاز به یک کلید عمومی است.
درواقع بدون وجود این قابلیت، امنیت اطلاعات در اینترنت میسر نخواهد بود (مثل یک سیستم بانکداری اینترنتی، منتها بدون وجود فناوری رمزنگاری).
با این وجود، این موضوع احتمالاً با توسعه روزافزون سیستم‌های محاسباتی نوین (مثل کامپیوترهای کوانتومی) دستخوش تغییر خواهند شد.
کامپیوتر کوانتومی؛ تهدیدی جدی برای امنیت شبکه‌های بلاک چینی
همان‌طور که در بالا اشاره کردیم، فرایند رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات در بلاک چین، به کمک یک جفت کلید (کلید عمومی و خصوصی) انجام می‌گیرد.
درواقع قابلیت حفظ امنیت رمزنگاری بر این اساس است که کلید عمومی قادر است تا در دسترس بوده و به اشتراک گذاشته شود، اما کلید خصوصی باید محرمانه باشد.
کامپیوتر کوانتومیابرکامپیوترهای نوین مثل کامپیوترهای کوانتومی قادر هستند تا درزمانی طولانی، توابع دریچه‌ای را حل کنند.
ادامه مطلب :
دراین‌بین، دستیابی به یک کلید عمومی از روی کلید خصوصی، بسیار ساده و شدنی است؛ اما دسترسی به یک کلید خصوصی از روی یک کلید عمومی، فرایندی نشدنی است.
حال نوعی محاسبات وجود دارد که در آن اقدام به یافتن شکلی از توابع ریاضی بنام توابع دریچه‌ای (Trapdoor Function) می‌شود.
درواقع این محاسبات راهی است جهت دستیابی به کلیدهای خصوصی از طریق کلیدهای عمومی.
هم‌اکنون، ابرکامپیوترهای نوین مثل کامپیوترهای کوانتومی قادر هستند تا درزمانی طولانی، توابع دریچه‌ای را حل کنند.
اما این موضوع باگذشت زمان و پیشرفت روزافزون کامپیوترهای کوانتومی تغییر خواهد کرد و چندی بعد شاهد این خواهیم بود که کامپیوترهای کوانتومی درزمانی کوتاه قادر هستند.
تا از طریق کلیدهای عمومی، به کلیدهای خصوصی ارزهای دیجیتال دسترسی پیدا کرده و بدین شکل امنیت رمزنگاری ارزهای دیجیتال را در معرض خطر قرار دهند.
البته به عقیده برخی از کارشناسان حوزه رمز ارزها، با استفاده سخت‌افزارهای آسیک (ASIC) می‌توان احتمال وجود این حمله را کم‌تر کرد.
سخن پایانی؛ کامپیوتر کوانتومی در برابر استانداردهای ضد کوانتومی
به نظر می‌رسد که پیشرفت و توسعه کامپیوتر کوانتومی، محاسبات آن و خطراتش جهت اجرای رمزنگاری نامتقارن، در آینده‌ای نزدیک گریبان شبکه‌های بلاک چینی و بسیاری از رمز ارزها را بگیرد.
با این‌وجود، این اتفاق به‌احتمال‌زیاد در آینده‌ای نزدیک رخ نخواهد داد.
ولی با توجه به اهمیت مفهوم امنیت اطلاعات، پیشنهاد کارشناسان مربوطه این است که از حالا خودمان را جهت مقابله با پیامدهای این موضوع آماده کنیم.
خوشبختانه، مطالعات و تحقیقات گسترده‌ای حول‌وحوش راه‌حل احتمالی جهت مقابله در مقابل این موضوع در حال انجام است.
این راه حل‌ها ازنظر تئوری قادر هستند تا زیر ساخت های ضربه‌پذیر فعلی ما را در مقابل تهدیدات کامپیوترهای کوانتومی بهینه سازند.
درواقع استانداردهای ضد کوانتومی هم در همین آینده نزدیک به استفاده انبوه خواهند رسید و با عملی شدن این موضوع، اکوسیستم‌های ارزهای دیجیتال می‌توانند بهترین راه‌حل دفاعی را در مقابل این‌گونه تهدیدات از خود بروز دهند.
گردآوری : وبلاگ تترفا
