في مقابلة حصرية مع موقع LetKnow.news، تحدث أليكس فيدوروف، وهو كبير الباحثين في المركز الكمومي الروسي، عن الأخطار التي تمثلها الحواسب الكمية على البتكوين (BTC)، وماذا سيحدث للبتكوين بعد ظهورها، وما مشاكل التشفير التي سيتوجب على مطوري البلوكتشين حلها.

وكان البروفيسور أليكس فيدوروف أحد أوائل الأشخاص الذين نبهوا لخطر التشفير من حاسوب كمي. وقام مع فريقه بتطوير نسخة تجريبية من بلوكتشين كمي.

قمت بصناعة بلوكتشين كمومية. أخبرنا عن ماهيته وكيف توصلت إليه.

أنا معني بالفيزياء الكمية والمعلومات الكمية. هذا هو الاتجاه البحثي الذي طرأ عند تقاطع الفيزياء وعلوم الحاسوب منذ عدة عقود. تتمثل الفكرة الأساسية في استخدام بعض خصائص الأنظمة الكمية لحل مشاكل علوم الحاسب. على سبيل المثال، ففي عام 1994، أثبت بي شور من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT، أنه إن أردنا بناء حاسوب كمي بناءاً على ظواهر الفيزياء الكمية مثل التراكب (عندما تكون الإشارات الكمية للمعلومات، وتدعى بتات كمية، في حالة الـ 0 والـ 1 في نفس الوقت) والتشابك الكمي، فإن مثل هذا الحاسوب سيستطيع حل مشكلة عوامل الرقم (تحليل الرقم إلى أرقام أولية) بسرعة كبيرة وفي الوقت الذي يحتاجه الحاسوب لحل مشكلة واحدة.

ويبدو الأمر غير عملي. إلا أن معظم خوارزميات التشفير التي نستخدمها كل يوم مبنية على التعقيد الخاص بهذه الخاصية. من أجل حماية بياناتنا على الإنترنت، فإننا نحتاج إلى وضع مفاتيح التشفير من أجل تشفير المعلومات. ولهذا الغرض، فإن تلك المهام يسهل حلها في اتجاه واحد، ولكن من الصعب للغاية حلها عكسياً. فلا يقدر أي حاسوب فائق كلاسيكي على حل مشكلة عوامل رقم كبير بعض الشيء في وقت معقول. ولكن فيما يتعلق بالحواسيب الكمية، فإنها تقدر على ذلك. ولذلك، فإذا تم إطلاق الحاسوب الكمي، فمن الممكن أن يكون خطراً على أمن المعلومات.

لماذا البلوكتشين؟ لأن البلوكتشين هي نوع من أنواع الأنظمة الموزعة، والمبنية على أوليات التشفير. هناك ثلاثة أبعاد: مفتاحي السري، الذي لا أكشفه لأحد، ومفتاحي العام، الذي يعرفه الجميع، وخوارزمية من أجل تحويل المفتاح العام والخاص، والتي تدعى بالتوقيع. ومن السهل التحقق من التوقيع على المفتاح العام، ولكن من الصعب للغاية الحصول على مفتاح خاص. وهذا النوع من التشفير مبني على مهام معقدة للحواسيب الكلاسيكية. أما بالنسبة للحواسيب الكمية، كما قلنا، فإن تلك المهام تصبح سهلة. ولذلك، فإن وجود الحواسيب الكمية سيعني سهولة كشف التوقيعات الرقمية في البلوكتشين.

وفي ما يتعلق بموجة الجدل حول البلوكتشين، باعتبارها نظاماً فائق الحماية، فقد فكرت كثيراً في أسباب إيمان الناس به إلى هذا الحد، إذ أن التوقيعات الرقمية يمكن اختراقها بواسطة حاسوب كمي. كانت تلك هي نقطة البداية لبحثنا. والأمر الثاني المستخدم في البلوكتشين هو خوارزمية الإجماع، وهي التعاملات التي تتواجد في البلوك أو خارجه. يستطيع الحاسوب الكمي القيام بتسريع تربيعي، ليس كبيراً كما في حالة اختراق التوقيع الرقمي، حيث يستطيع الحاسب الكمي القيام بتسريع أسي. إلا أنه في حالة تواجد الحاسوب الكمي، فإنه سيكون قوياً بما يكفي للتلاعب بالشبكة فيما يتعلق بالإجماع، وبالتالي، بالتعدين.

ما هو التشفير الكمي، ما المشكلات القادر على حلها؟ وفيم يختلف عن البلوكتشين التقليدي؟

للحاسوب الكمي تأثير كبير على البلوكتشين. عندما طرأ السؤال إن كان من الممكن بناء بلوكتشين مقاوم للاتصال بحاسوب كمي، أو بعبارات أخرى، أن تظل البلوكتشين محميو حتّى وإن كان كل مستخدمي الشبكة يستخدمون حواسيب كمية، قررنا عندها بناء مخطط لسجل موزع بهذه الصفة. أقيم ما في هذا المخطط هو أننا اقترحنا دمج نظام التشفير الكمي بداخل البلوكتشين.

إن تنظيم التشفير الكمي مبني على أن مفاتيح التشفير لا يتم الحصول عليها عن طريق حل مسائل رياضية، وإنما عن طريق تبادل أغراض كمية. جسيمات من الضوء، الفوتونات، هي أفضل ما يمكن استخدامه لتأدية هذا الغرض. يستطيع كل مستخدمي هذا الجهاز توزيع مفاتيح متناظرة واستعمالها لتشكيل إشارات من التوقيع، مما سيسمح بتسجيل المعاملات، واستعمال طريقة مقاومة لهجمات الإجماع عالية القوة. ولذلك فإن التشفير الكمي ليس مصطلحاً مناسباً، فالأصح منه هو التحدث عن التوزيع الكمي للمفتاح.

قمنا بابتكار هذا المفهوم وعرضناه في تجربة إثبات المبدأ. هذه هي البلوكتشين الكمية. لكن سيتوجب عليك أن تفهم أن ذلك تطور بحثي للغاية. في واقع الأمر، فإن الأمر المهم لمجتمع العملات المشفرة هو حقيقة أننا كنّا من أوائل من تنبهوا أنه مع وصول الحواسيب الكمية، فإن البلوكتشين ستصبح عرضة للمشاكل، وأنه عندما نبني بلوكتشين، فعلينا أخذ ذلك في الحسبان. وبسبب ذلك، فقد جمعنا العديد من الأبحاث في سياق الحاسوب الكمي والتي من الممكن أن تهدد عمل البلوكتشين.

ما المناحي التي يمكن تطبيق تلك التكنولوجيا فيها وهل هناك طلب عليها اليوم؟

سيتعاظم الطلب مع تطوير التشفير الكمي. هناك طلب على المعدات التي يمكن استخدامها للعديد من المهام، بما فيها تشفير الحركة. وزيادة على ذلك، فإن الشبكة الكمية يمكن استخدامهما لبناء بنية تحتية لسجل توزيع محمي.

يعد ذلك ضرورياً لتبادل البيانات بين البنوك. كانت البنوك من أوائل المتبنين لتكنولوجيا التشفير الكمي. تزدهر هذه التكنولوجيا حول العالم، وفي نفس الوقت فإن روسيا في الطليعة. فهناك العديد من الفرق القوية في تكنولوجيا التوزيع الكمي للمفتاح؛ وفريقنا في المركز الكمي الروسي واحد منهم، وشركة كيو ريت QRate. وفي روسيا، فأن أول التجارب الصناعية حول الموضوع تم إجراؤها في البنوك، تحديداً بنوك سبيربانك Sberbank وغازبروم بانك Gazprombank. وبالطبع، فإنهم متحمسين لمعرفة إن كان من الممكن تطبيق التشفير الكمي في السجلات الموزعة في القطاع البنكي.

كم تبلغ تكلفة البنية التحتية للبلوكتشين الكمية؟ وما هي عناصره الضرورية؟

البنية التحتية للتشفير الكمي ما تزال مكلفة، لأنها حديثة العهد وظهرت مؤخراً في الأسواق. وهذه السوق بدأت للتو في التشكل. فتلك الأجهزة غالية الثمن، إذ يبلغ سعر الجهاز الواحد مئة ألف دولار أميركي.

في الواقع، فهناك جهازان، مستقبل ومرسل، ويعملان بنظام النقطة للنقطة. يمكن تحويل مجموعة من أجهزة التشفير الكمية إلى جهاز شبكة. وأهم ما في الأمر أنه مهما كانت قوة الجهاز المعترض، فلن يتمكن من اختراق هذا النظام. لذا فإن خصوصية المفاتيح الخاصة ليست مبنية على تعقيد المسائل، مثل التشفير الحديث، وإنما على المبادئ الأساسية للفيزياء. فالأشياء المبنية على الرياضيات تغير من وضعها بسبب تطور التكنولوجيات الحاسوبية، بينما ظلت قوانين ميكانيكا الكم كما هي في المائة سنة الأخيرة. ولذلك، فإنه من المستحيل أن يتم اختراق التشفير الكمي ولو على مستوى المبدأ.

يقول الكثيرون إن أحد الأخطار المحتملة على البلوكتشين هو الحاسوب الكمي. ما مدى صحة هذا الاعتقاد؟

الحواسب الكمية خطر على التشفير من حيث المبدأ، والبلوكتشين ليست استثناءً لذلك. من المهم أن نفهم أن كل التشفير، بمجرد إطلاق الحاسب الكمي، سيكون تحت التهديد.

إلا أنني شخص إيجابي، وأعتقد أن التشفير المقاوم “للآلات” الكمية سيظهر قبل ظهور تلك الحواسيب. فكل المقادير المطلوبة موجودة بالفعل. وبجانب التشفير الكمي، والمبني على صناعة آلات قادرة على بث فوتونات مفردة، والتي ستسمح بدورها بخلق المفاتيح، فهناك اتجاه آخر مستخدم بالفعل من قبل البلوكتشين، ويسمى بـ “تشفير ما بعد كمي”.

وهو تشفير مبني على مسائل رياضية لا تقدر كل من الحواسيب الكلاسيكية أو الكمية على حلها بكفاءة. مثل هذه المسائل، بالطبع، موجودة. ومن غير المعروف حتّى الآن إن كانت حقيقية، لا وجود لإثبات صارم. ربما لا نعرف خوارزمية كمية تقدر على حل تلك المسائل بسرعة. وإن بنيت نظامك التشفيري بناءاً على تلك المسائل، فسيندرج بالتأكيد تحت كونه تشفيراً كلاسيكياً مبني على الرياضيات “الجديدة”. إن دمجت هذا النظام بداخل البلوكتشين، وكان لدى المهاجم حاسب كمي، فلا يمكن أن يحدث للشبكة أي شيء.

لا أعرف إن كان الحاسب الكمي سيستخدم في اختراق البلوكتشينات. ولكن بشكل عام فلو كان الحاسب الكمي موجوداً في وقت ظهور العملات المشفرة، فبالقطع كان سيمثل خطراً. فلك أن تتخيل أنه، بدلاً من وجود هذا الكم من مراكز التعدين والأحواض، فمن الممكن أن يوجد مركز واحد فقط، مركز كمي. فوق ذلك، فإنه سيعدن العملات المشفرة بشكل أسرع. ولذلك فإن الحاسوب الكمي مهم للغاية للبلوكتشين.

أرى الآن الكثير من مشاريع البلوكتشين، والتي نجت من الظروف غير المواتية، تفكر في الاتجاه إلى الحلول المحمية بالكم. السجل المقاوم كمياً مجرد مثال واحد. وهناك العديد من الأمثلة، بما فيها أمثلة من روسيا. ولذلك فإني أؤمن بأن الحاسب الكمي سيتم تطويره بعد التشفير الكمي بكثير وستنجح البلوكتشين في تطوير مقاومة ضده.

من وجهة نظرك، ما الوقت اللازم ليتحول التشفير الكمي إلى حقيقة؟

أنا متفائل بهذا الخصوص. أظن أن ذلك سيصبح ممكناً في خلال 5-10 سنوات على نطاق مصغر. متى ستدخل الحواسيب الكمية إلى حياتنا بشكل كامل؟ سيكون الأمر أكثر صعوبة، وقد يستغرق الأمر من 10 إلى 20 سنة. من 5 إلى 10 سنوات لإجراء البحوث على النماذج التجريبية، ومن 15 إلى 20 سنة بعدها لكي تدخل هذه التكنولوجيا إلى حيواتنا اليومية.

ما الذي سيحدث للبتكوين عندما يتم تطوير الحاسوب الكمي؟

أظن أننا سنشهد فورك، وسيكون مستقراً من الناحية الكمية. ومن خلال هذا الفورك، سيكون كل شيء على ما يرام. أما فيما يتعلق بالفرع الرئيسي فهناك سؤال.

عندما نقول إن هذا النظام ديمقراطي بالكامل، فإننا نعني بذلك السؤال عن “من يملك موارد حاسوبية أكبر”. تعمل البلوكتشين بشكل مستقر عندما تتوزع الموارد بشكل متساوٍ على أرجاء الشبكة. وإن لم يكن ذلك كذلك، فإن البلوكتشين ككل، والبتكوين بالخصوص، ستعتريها المشاكل.

ولذلك، فإن ظهور أداة لها مثل هذه القوة الحاسوبية سيؤثر على معدل التبادل للبتكوين، على سبيل المثال. وهنا سأكرر، بأني أعتقد أن عمليات الفورك المستقرة كمياً ستظهر بعدها بوقت قصير.

بشكل عام، عندما نكون بصدد بناء بلوكتشين الآن، لعملة مشفرة أو أي نظام تشفيري آخر، فإن المطورين يسترشدون بمبدأ المرونة التشفيرية، ويعني ذلك أن النظام مبني بحيث يمكن استبدال نظام التشفير بسرعة. الحاسوب الكمي موجود، وسيمكنك تغيير تشفيرك إلى تشفير محمي كمياً. هذه المبادئ موجودة في تكنولوجيا البلوكتشين الجديدة.

أما بالنسبة للبتكوين فهناك مشكلة، لأنها مصنوعة بشكل معين. إلا أن الفورك قد تظهر. عموماً، فإن موضوع قدرة البتكوين على الصمود موضع بحث من جانب مجموعتنا. قمنا في الفترة الأخيرة بدراسة ما الذي قد يحدث إن أضفنا القدرة على كشف المحافظ التي تخترق البتكوين. واكتشفنا أنه بداخل البتكوين توجد العديد من الآليات التي تسمح، إن اخترق أحدهم شيئاً ما، بكشف ذلك. ولذلك فإن البتكوين نظام مثير للاهتمام، وما يزال البحث فيه قائماً

كيف سيتغير سوق البلوكتشين في خلال الخمس سنوات المقبلة؟ ما المشاكل الأساسية التي ستحتاج هذه التكنولوجيا إلى معالجتها؟

أعتقد أن هناك عدد من المشاكل الجدية. بدايةً، فهناك أزمة السعة. فالبلوكتشين، من ناحية، توفر أمناً مبنياً على مسائل حسابية معقدة.

ولكن من ناحية أخرى، وبسبب تلك المهام، فإن البلوكتشين بطيئة للغاية. وهنا سيجب عليك العثور على المقايضة الصحيحة، بما يضمن معالجة عدد كافٍ من المعاملات، على سبيل المثال. ومن أجل ضمان الأمن في نفس الوقت. ونظراً لأن الأمن والوقت في الغالب لا يمكن التوفيق بينهم. فمن الصعب للغاية أن تظل آمناً وكفؤاً في نفس الوقت. ولا يعد هذا صحيحاً في حالة البلوكتشين فحسب، بل في أي حالة أخرى.

بشكل آخر، فإن الكفاءة، بوضع نمو حجم التداولات في الاعتبار، هي المشكلة. والأمن، وخصوصاً فيما يتعلق بالحاسوب الكمي، هي مشكلة أخرى. وتلك هي الصعوبات من الناحية التقنية فقط. هناك العديد من المشاكل المتعلقة بالأعمال. فمثلاً، عليك فهم متى تصبح اللامركزية مفيدة. هناك عدد صغير من الصناعات في الوقت الحالي. وفوق ذلك، فليس عليك إيجاد التطبيق فقط، وإنما جعله مجزياً من الناحية المادية.

وبالنظر لوضعنا الحالي، ما يمكن أن نطلق عليه “منحنى الضجة”. أو بعبارة أخرى، دورة الضجة. كانت هناك ذروة، ثم وقع الفشل، ووصلنا حالياً إلى التشبع. سيظهر التشبع المستقر عندما تصبح البلوكتشين مفيدة لصناعات بعينها، وعندما يتم تنفيذها من جانب صناعات حقيقية. أما فيما يتعلق بالتكنولوجيا، فالمشكلتين الحقيقيتين هما الأمن والكفاءة. من الصعب حلهما معاً.

كيف ستؤثر البلوكتشين على تطوير التكنولوجيات؟ مؤخراً، ظهرت العديد من البنى التحتية المرتبطة به: تكنولوجيات جديدة، أدوات، وما إلى ذلك.

بشكل مثير للاهتمام، فإن القول بأن البلوكتشين أحدثت ثورة سيكون من قبيل المبالغة. ربما بدأن البلوكتشين كثورة. ولكن هل انتهت هذه الثورة في الوقت الحالي؟ هذا موضوع مثير للجدل. لنترك الأمر لتقدير مؤرخي عصر المعلومات.

على أي حال، فإن البلوكتشين قد حاز على اهتمام العديد من الناس للمشاكل التي لا يضعها الناس في الاعتبار. مشاكل التشفير، على سبيل المثال. أصبح هذا الموضوع أقرب وأكثر وضوحاً للناس. أصبح الناس مهتمين به بعدما ظهرت العملات المشفرة والبلوكتشينات.

كما أسهمت البلوكتشين في رفع الاهتمام بالمعرفة التكنولوجية، بما فيها الحواسب الكمية والذكاء الاصطناعي. يمكن النظر إلى البلوكتشين في هذه الحالة باعتباره “علماً ثالثاً” يحاول باستمرار رفع مستوى اهتمام الناس بالتكنولوجيا وهذا مهم للغاية.

لا نستخدم البتكوين والبلوكتشين في حياتنا اليومية. إلا إنها كلمات طنانة، ومن المهم حدوث تطويرات تكنولوجية لكي تحقق كامل إمكانياتها.

ما الهدف الأساسي للعملات المشفرة وما مستقبلها؟

أعتقد أنها ستندمج في النهاية بداخل النظام النقدي. لست متأكداً من قدرتها على التواجد كبديل لهذا النظام.

الهدف من العملات المشفرة هو ببساطة المميزات التي تقدمها: الملائمة، والتحكم، والشفافية. سيكون من الرائع إن أصبحت كل عمليات إصدار وتحويل العملات تجري بنفس شفافية البتكوين على سبيل المثال. من ناحية، فهناك الشفافية، وعلى الناحية الأخرى، الخصوصية.

هناك أهداف أيديولوجية بالطبع، وهي فهم اهتمام المجتمع بالتكنولوجيات. ولها مستقبل تكنولوجي بالطبع. ففي النهاية، العملات المشفرة تسمح بمراجعة المبادئ التي تقوم عليها أدوات النظام المالي الحالي.