QKD، کلید امن‌سازی بلاک‌چین در برابر پردازش کوانتومی

اگرچه تکنولوژی بلاک‌چین به طور ذاتی امن دیده می‌شود، اما باید گفت که این تکنولوژی در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی آسیب‌پذیر است. اخیرا یک تیم از محققان روسی با استفاده از روش توزیع کلید کوانتومی(QKD)، راه حلی برای چالش‌های پیش رو بلاک‌چین در عصر کوانتومی توسعه داده‌اند.

محققان در مجله‌ی Quantum Science and Technology اعلام کرده‌اند که با استفاده از QKD به یک پلت‌فرم بلاک‌چین مقاوت در برابر حملات کوانتومی دست پیدا کرده‌اند.

بلاک‌چین یک دفتر توزیع شده است که امکان توافق در یک شبکه‌ی بزرگ غیرمتمرکز متشکل از افرادی که به یکدیگر اعتماد کافی ندارند، را دارد. تراکنش‌های انجام شده بر روی این شبکه همگی شفاف و قابل ردگیری هستند، و این امر باعث می‌شود که بلاک‌چین برای موارد مصرف مختلفی از جمله قرارداده‌های مالی، قرارداد‌های هوشمند و حتی مراقبت‌های بهداشتی، مفید واقع شود؛  یکی دیگر از مهم‌ترین کاربرد‌های بلاک‌چین، رمزارزها هستند.

دکتر اوینی کیکتنکو(Dr. Evgeniy Kiktenko) به عنوان مولف ارشد در یکی از مراکز تحقیقات کوانتومی شهر مسکو در روسیه گفته است که:

بلاک‌چین وعده‌ی طیف وسیعی از کاربرد‌ها را به ما داده است. اما پلت‌فرم‌های فعلی به امضای دیجیتال متکی هستند که در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی آسیب‌پذیرند. این مورد همچنین در رابطه با توابع هش رمزنگاری که در تهیه‌ی بلاک‌های جدید استفاده می‌شوند نیز وجود دارد؛ یعنی کسانی که به رایانه‌های محاسباتی کوانتومی دسترسی دارند، می‌توانند از مزایای ناعادلانه‌ این تکنولوژی در امر بدست آوردن پاداش ماینینگ و دریافت رمزارزهایی همچون بیت‌کوین استفاده کنند. وجود این چنین خطراتی قابل توجه است و پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۵ حدود ۱۰ درصد از تولید ناخالص داخلی جهانی بر روی بلاک‌چین یا فن‌آوری‌های مرتبط با بلاک‌چین ذخیره شوند.

Dr. Evgeniy Kiktenko

برای غلبه بر این خطرات، محققان با استفاده از ترکیب پاسخ دستگاه‌های اصلی(یک روش کلی برای اجرای یک سرویس بدون خطا که توسط پاسخ سرورها و هماهنگ کردن تعاملات مشتری با سرور‌های مجازی) یک پلت‌فرم بلاک‌چین توسعه داده‌اند که نیازی به امضای دیجیتال و یا QKD برای تایید هویت ندارد.

محققان سپس برای بررسی توانایی‌های این پلت‌فرم جدید بر روی یک شبکه‌ی QKD شهری، یک آزمایش انجام دادند.

دکتر الکسی فدوروف(Dr. Aleksey Fedorov) به عنوان معاون مولف مرکز کوانتومی روسیه گفت:

استفاده از QKD برای بلاک‌چین شاید کمی غیرعادی به نظر برسد چونکه شبکه‌ی QKD به اعتماد بین گره‌های مختلف شبکه متکی است،‌ در حالی که بسیاری از بلاک‌چین‌ها موجود در خود اینگونه اعتمادی ندارند. به شکل خاص، شاید بتوان استدلال کرد که نمی‌توان از QKD برای احراز هویت استفاده کرد زیرا این تکنولوژی به یک درگاه کلاسیک تصدیق شده برای انجام عملیات خود نیاز دارد.

Dr. Aleksey Fedorov

وی همچنین اضافه کرد:

با این حال هر برخورد ارتباطی بر روی QKD مقدار زیادی از داده‌های مخفی را به اشتراک می‌گذارد که بخشی از آن می‌تواند برای تایید اعتبار و هویت در برخورد‌های بعدی مورد استفاده قرار گیرد؛ بنابراین مقدار کمی کلید مخفی ملقب به Seed وجود خواهد داشت که طرفین قبل از اولین برخورد QKD به اشتراک گذاشته‌اند و این امر باعث تضمین تمامی مراحل احراز هویت برای ارتباطات آینده‌ی بین آن‌ها می‌شود. در کل به این معناست که می‌توان از QKD به جای امضاهای دیجیتال کلاسیک استفاده نمود.

Dr. Aleksey Fedorov

علاوه‌ بر استفاده از QKD برای احراز هویت، محققان توانسته‌اند پروتکل اضافه کردن بلاک‌‌های جدید را به شیوه‌ای متفاوت از رمزارزهای مدرن تعریف کنند. آن‌ها به جای تمرکز بر توسعه‌ی بلاک‌های جدید به دست ماینر‌های منحصر به فرد، پروتکل پخش اطلاعات تئوری امن را به کار گرفته‌اند که در آن تمامی گره‌ها برای یک بلاک جدید به توافق یکسان رسیده‌اند.

در انتها پروفسور الکساندر لووفسکی(Prof. Alexander Lvovsky) به عنوان معاون نویسنده‌ی ارشد گفت:

یکی از مزیت‌های مهم پروتکل بلاک‌چین ما توانایی آن برای حفظ شفافیت و یکپارچگی مبادلات در برابر حملاتی با استفاده از الگوریتم‌های کوانتومی است. به این ترتیب نتایج بدست آمده‌ی ما فرصت‌هایی برای تحقق بخشیدن به پلت‌فرم‌های بلاک‌چین مقاوم در برابر کوانتوم ایجاد کرده‌ است. اگر متوجه شده باشید، اینچنین پلت‌فرم بلاک‌چینی می‌تواند خطرات اقتصادی و اجتماعی را که قریب الوقوع هستند در تکنولوژی محاسبات کوانتومی تشخیص دهد و اثرات آن‌ها را محدود کند.

Prof. Alexander Lvovsky

به نظر شما تا بروز مشکلات کوانتومی برای بلاکچین‌ها چه مقدار زمان وجود دارد؟ آیا استفاده از فرایند QKD می‌تواند یک راهکار برای مقابله با حملات کوانتومی باشد؟ نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.