اقتراح «التيسير الكمي» للبيتكوين يُمكّن مسار تعافٍ بعد التراجع، مع استبعاد عملات ساتوشي

اقتراح أمني لبيتكوين يركز على مواجهة تهديدات الحوسبة الكمية، نُشر في أبريل بواسطة جيمسون لوب وجميع خمسة مؤلفين مشاركين، اكتسب آلية تعافٍ محتملة عبر تقنية إثباتات المعرفة الصفرية. يقترح BIP-361 تجميد بيتكوين المحتفظ بها في عناوين قد تكون عرضة لهجمات كمومية بعد جدول زمني متعدد السنوات، مستهدفًا أكثر من 34% من عرض بيتكوين، حيث تم كشف المفاتيح العامة على السلسلة (onchain)، بما في ذلك حوالي 1.1 مليون BTC منسوبة إلى ساتوشي ناكاموتو. طوّرت Project Eleven نموذجًا أوليًا لآلية تعافٍ تسمح لمستخدمي المحافظ الحديثة بإثبات الملكية دون كشف المفاتيح السريّة، معالجةً المخاوف من أن التجميد يعني خسارة دائمة. ينقل التطوير نقاش الجدل من سؤال ما إذا كانت العملات المعرضة للخطر ينبغي تجميدها، إلى أي الحَمَلة يمكنهم استرداد الأصول المجمّدة بأمان بعد تحقق تهديد كمومي مستقبلي.

يعالج BIP-361 لحظة نظرية تُعرف باسم Q-Day، عندما تصبح الحوسبة الكمية قادرة على اشتقاق مفتاح خاص من مفتاح عام. تقترح الورقة حظر الإيداعات الجديدة إلى عناوين بيتكوين المعرضة للخطر بعد 3 سنوات، وتجميد ما يتبقى بعد 5 سنوات. إذا وقع Q-Day، يمكن للمهاجم إنفاق أي عنوان تم كشف مفتاحه العام فيه، ولن تميّز سلسلة الكتل بين المهاجم والمالك الحقيقي لأن كليهما يستطيع إنتاج توقيع صالح.

Project Eleven Builds Zero-Knowledge Recovery Prototype

أنشأت Project Eleven نموذجًا أوليًا لآلية تعافٍ تستند إلى إثباتات المعرفة الصفرية، وهي تقنية تشفير تُمكّن المستخدم من إثبات أنه يعرف شيئًا دون كشف المعلومة الأساسية. يركز مسار التعافي على المحافظ الحديثة المبنية حول أشجار مفاتيح حتمية هرمية، حيث يتم اشتقاق المفاتيح من مادة مفاتيح على مستوى أعلى.

يستخدم النموذج الأولي، المطوّر بالتعاون مع Jim Posen، فجوة بنيوية في هندسة المحافظ ضمن استغلال نظام Binius proof system الرئيسي. تتضمن خطوة اشتقاق «مُحصّنة» دالة أحادية الاتجاه، HMAC-SHA512، لإنتاج مفاتيح فرعية من مادة المفتاح الأصل. يمكن لمهاجم يكسر عنوانًا مكشوفًا واحدًا بعد Q-Day أن يحصل على ذلك المفتاح المحدد، لكن ليس على مادة المحفظة على المستوى الأعلى المستخدمة لاشتقاقه.

يثبت المستخدم أنه يعرف مادة المفتاح فوق العنوان داخل شجرة الاشتقاق الخاصة بالمحفظة، ويثبت أنها تشتق العنوان المعني، ويربط الإثبات برسالة محددة يمكنها تفويض عملية الانتقال. لا يتم الكشف عن مادة المفتاح الخاص نفسها. يغيّر هذا الأسلوب حجة التعافي عبر السماح للحَمَلة الذين يستخدمون محافظًا حديثة مبنية على seed بفتح العملات المجمّدة عبر إثبات ملكية صاعد صحيح دون كشف البيانات السرية التي تحمي بقية محفظتهم.

Prototype Achieves 243-Millisecond Proof Generation on Consumer Hardware

تذكر Project Eleven أن نموذجها الأولي يولّد إثباتًا خلال 243 مللي ثانية على جهاز M5 MacBook Air باستخدام 4 أنوية، ويتحقق منه خلال 40 مللي ثانية، ويستخدم نحو 2 جيجابايت من الذاكرة دون الاستعانة بوحدة معالجة رسومية (GPU). تستغرق الجولة الكاملة، بما في ذلك بناء الدائرة وتوليد الإثبات وفحوص التحقق الذاتية، 910 مللي ثانية على وحدة المعالجة المركزية وحدها. يصف الفريق ذلك بأنه أسرع 16 مرة في الجولة الكاملة وأسرع بنحو 60 مرة عند استثناء أعمال الإعداد لمرة واحدة التي يمكن للـ prover الحقيقي إعادة استخدامها.

تشير أرقام الأداء إلى إمكانية توليد إثباتات التعافي بواسطة مستخدمين عاديين على أجهزة استهلاكية. وهذا مهم بالنسبة لبيتكوين، إذ يجب أن يكون أي مسار هجرة واسع النطاق قابلًا للاستخدام من قِبل الحَمَلة عبر ولايات/دول مختلفة، وأنواع الحفظ (custody)، ومستويات المهارة التقنية.

للنموذج الأولي حدود واضحة. فهو غير مُراجَع (unaudited)، ويدعم 3 أنواع من عناوين بيتكوين بدل Taproot، ويؤسس الإثبات على مفتاح نوع العملة (coin-type) بدل الـ seed، ولا يسترد العملات على أي بلوكشين حي (live). تحافظ هذه التحفظات على أن النموذج بعيد عن كونه حلًا قابلاً للنشر، لكنه يمنح BIP-361 مسارًا تقنيًا أوضحًا للتجميد القابل للعكس.

Pre-2012 Wallets Lack Derivation Structure for Recovery

تعتمد طريقة التعافي على امتلاك المحفظة شجرة اشتقاق فوق العنوان. وصلت المحافظ الحتمية الهرمية (hierarchical deterministic) مع BIP-32، الذي تم تعيينه في 11 فبراير 2012. قبل ذلك، كانت محافظ بيتكوين تولد المفاتيح بشكل مستقل وبطريقة عشوائية. لم تكن هناك عبارة أولية، ولا مسار اشتقاق، ولا مفتاح أصل يجلس فوق العناوين الأقدم.

عمل ساتوشي بالتعدين خلال 2009 و2010 واختفى عن النشاط العام بحلول 2011. توجد العملات المنسوبة إلى ساتوشي في مخرجات قديمة «الدفع إلى مفتاح عام» حيث يتم كتابة المفتاح العام مباشرة على السلسلة. تم توليد هذه المخرجات قبل أن تصبح هياكل المحافظ المعتمدة على seed معيارًا. لا توجد مادة محفظة صاعدة يمكن إثبات معرفة صاحبها لأن بنية الشجرة لم تكن موجودة.

تواجه المشكلة نفسها العديد من محافظ ما قبل 2012، خصوصًا العملات غير النشطة من السنوات الأولى لبيتكوين. وهذه بالضبط هي العملات الأكثر تعرضًا لهجوم كمومي مستقبلي، والأصعب استردادًا تحت أسلوب الإثبات المقترح. قد يحول إثبات عامل التجميد إلى قفل قابل للاسترداد لمحافظ seed، لكنه لا يحل أرصدة بيتكوين الأقدم، بما في ذلك العملات المنسوبة إلى ساتوشي.

Recovery Path Creates Wallet Generation Divide in Governance Debate

سيكون تجميد العملات المعرضة لهجمات كمومية من أكثر التغييرات إثارة للجدل على الإطلاق لأنه سيغيّر طريقة التعامل مع الأرصدة الحالية، بما في ذلك الحيازات الخاملة التي قد تعود إلى مالكين مفقودين أو غير نشطين أو متوفين. يقلل مسار تعافٍ مُصدّق من قوة اعتراض واحد: أن BIP-361 سيُتلف حقوق الملكية بشكل دائم بالنسبة للحَمَلة المتأثرين.

ينشئ مسار التعافي خطًا يفصل بين أجيال المحافظ. قد يكون لدى المستخدمين في الجيل الحديث الذين يمتلكون عبارات seed طريقة للخروج. أما حَمَلة بيتكوين الأوائل فقد لا تكون لديهم. يترك هذا الانقسام بيتكوين مع سؤال سياساتي: هل يبرر حماية الشبكة من السرقة الكمومية تجميد عملات لا يمكن استردادها بنفس الطريقة؟

يغير النموذج الأولي شروط الحجة. لم تعد مخاطر بيتكوين الكمومية تتعلق فقط بما إذا كانت العملات المعرضة للخطر يمكن تجميدها. بل تتعلق بمن يحصل على مفتاح لإعادة فتحها، ومن لم يكن لديه مفتاح من الأساس.

FAQ

ما الذي يقترحه BIP-361 بالنسبة لعناوين بيتكوين المعرضة للخطر كموميًا؟

يقترح BIP-361، المنشور في أبريل من قبل جيمسون لوب وخمسة مؤلفين مشاركين، حظر الإيداعات الجديدة إلى عناوين بيتكوين المعرضة للخطر بعد 3 سنوات وتجميد ما يتبقى بعد 5 سنوات. يستهدف المخطط العملات الموجودة في عناوين تم فيها كشف المفاتيح العامة بالفعل على السلسلة (onchain)، محققًا ما يزيد عن 34% من عرض بيتكوين، بما في ذلك حوالي 1.1 مليون BTC منسوبة إلى ساتوشي ناكاموتو.

كيف تعمل طريقة التعافي بالمعرفة الصفرية؟

أنشأت Project Eleven نموذجًا أوليًا لآلية تعافٍ تستخدم إثباتات المعرفة الصفرية لتمكين المستخدمين من إثبات أنهم يعرفون مادة المفتاح الموجودة فوق عنوان داخل شجرة اشتقاق محفظة حتمية هرمية. يثبت المستخدم هذه المعرفة الصاعدة وأنها تشتق العنوان المعني، ويربط الإثبات برسالة يمكنها تفويض عملية الانتقال، دون كشف مادة المفتاح الخاص نفسها. يولّد النموذج الأولي إثباتًا خلال 243 مللي ثانية على جهاز M5 MacBook Air باستخدام 4 أنوية.

لماذا لا يمكن استرداد عملات ساتوشي بهذه الطريقة؟

تعتمد طريقة التعافي على امتلاك المحفظة بنية شجرة اشتقاق، وهي التي ظهرت مع BIP-32 المعيّن في 11 فبراير 2012. قام ساتوشي بالتعدين خلال 2009 و2010 باستخدام محافظ كانت تولد المفاتيح بشكل مستقل وبطريقة عشوائية، قبل أن تصبح هياكل المحافظ المعتمدة على seed معيارًا. لا توجد مادة محفظة صاعدة يمكن إثبات المعرفة بها لأن بنية الشجرة لم تكن موجودة بالنسبة لمحافظ ما قبل 2012.