مطورو إيثيريوم (ETH) يقترحون عقد إيداع مقاومًا للحوسبة الكمومية بمفاتيح 8,192 بايت

عقد إيداع جديد يفتح مسار ما بعد الكم

قدّم مطورو إيثيريوم — أكبر عملة بديلة من حيث القيمة السوقية — يوم الاثنين مسودة مقترح لإعادة بناء عقد إيداع المدققين في الشبكة، وهي البوابة التي يُقفل عبرها الإيثيريوم ليصبح المستخدم مدققًا، في خطوة تستهدف تحصين طبقة التخزين (Staking) ضد مخاطر الحوسبة الكمومية. الكود الحالي يُثبّت صيغة مفاتيح BLS12-381، حيث تُحصر المفاتيح العامة في 48 بايت وبيانات التوقيع الوصفية في 96 بايت، تاركًا هامشًا معدومًا للمفاتيح الأكبر التي تتطلبها أنظمة ما بعد الكم. وبموجب التصميم الجديد، يمكن لكل إيداع أن يحمل مفاتيح أو بيانات مفتاحية يصل حجمها إلى 8,192 بايت، مع إلزامية تصنيف المخطط التشفيري المستخدم لكل إيداع؛ إذ يُحجز الرقم صفر لمخطط BLS، بينما يُترك شكل المفتاح ما بعد الكم ومواصفاته لمقترحات EIP مستقبلية لم تُصاغ بعد. ويتضمن العقد المقترح ثلاثة أوضاع تشغيلية: معطّل (Disabled)، وBLS مفعّل، وBLS متقاعد. ويشير المؤلفون إلى أن الانتقال إلى وضع التقاعد يتم عبر استدعاء نظام (System Call)، وبمجرد حدوث ذلك لا يمكن لأي استدعاء لاحق إعادة تفعيل تسجيل مدققين جدد بمفاتيح BLS. ويبقى طلب السحب (Pull Request) مسودة بانتظار مراجعة محرري EIP، فيما لا تزال عناصر جوهرية غير محسومة: عنوان العقد، وكود النشر، والتواريخ الزمنية للتفعيل. أحد المؤلفين الثلاثة، توماس كوراتجر، قضى اليوم نفسه في استعراض تحليل عالم التشفير في جامعة ستانفورد، دان بونيه، لمشهد ما بعد الكم، مشيرًا في سلسلة تغريدات إلى أن التوقيعات عديمة الحالة (Stateless) المعتمدة من المعهد الوطني للمعايير والتقنية (NIST) والمبنية على دوال التجزئة يبلغ حجمها نحو 8 كيلوبايت لكل توقيع، بما يتماشى مع السقف الذي يفرضه العقد الجديد، في حين أن نظيراتها المضغوطة تكشف المفتاح الخاص للموقّع إذا ما أُعيد استخدام عدّاد. وكتب كوراتجر: “التشفير ما بعد الكم ليس ترقية بسيطة”. وأنشأت مؤسسة إيثيريوم في غضون العام الماضي فريقًا مخصصًا للتخطيط للانتقال إلى التشفير ما بعد الكم. وتقدّر بيانات تقرير مايو الصادر عن شركة أمن الكم Project Eleven أن احتمال ظهور آلة قادرة على كسر توقيعات المنحنيات الإهليلجية يتجاوز 50% بحلول عام 2033، مع إمكانية حدوث ذلك في وقت مبكر من 2030، ووجد التقرير أن أغلبية المعروض من إيثيريوم — أكثر من 65% — محفوظة في محافظ تظهر مفاتيحها العامة بالفعل على السلسلة، ما يجعلها مكشوفة لأي هجوم مستقبلي.

يبلغ حجم الإيثيريوم المُخزّن على الشبكة نحو 42.4 مليون ETH، بقيمة تصل إلى 104 مليارات دولار تقريبًا حتى الأربعاء، وكل مفاتيح المدققين تستخدم صيغة BLS التي ستتقاعدها المسودة في نهاية المطاف. وجاذبية هذا المخطط تكمن في التجميع (Aggregation)؛ فهو يضغط مئات آلاف التوقيعات في توقيع واحد، وهذا الضغط هو ما يُبقي تكاليف الإجماع في إيثيريوم منخفضة. غير أن التقنية ترتكز على رياضيات المنحنيات الإهليلجية التي يستطيع حاسوب كمي قوي بما يكفي، يعمل بخوارزمية شور (Shor)، أن يفككها، ما يتيح للمهاجم تزوير توقيع المدقق. ولأن عقد الإيداع الحالي يقبل مفاتيح BLS بحجم ثابت ومحدد مسبقًا فقط، لم تكن الشبكة قادرة على استيعاب توقيع مقاوم للكم حتى لو جرى الاتفاق عليه غدًا؛ وتعالج المسودة هذه المعضلة بتوسيم كل إيداع بالمخطط التشفيري الذي يستخدمه، بينما تبقى العلامات المستقبلية مفتوحة لمخططات لم تُبتكر بعد. وإذا اعتُمد الاقتراح، فسيبدأ العمل بالعقد الجديد مع بقاء تشغيل مفاتيح BLS نشطًا في حين تُسجَّل مخططات بديلة إلى جانبه؛ وقد يلي ذلك تصويت يمنع نهائيًا إيداعات BLS الجديدة، إذ يستمر المدققون الحاليون في عملهم بينما يتعذر على الوافدين الجدد الدخول بمفاتيح BLS. ويُخرج الاقتراح أيضًا إطار معالجة الإيداعات المعمول به منذ إطلاق التخزين في عام 2022، ليرحّل الإيداعات إلى النظام الأحدث الذي يدير بالفعل عمليات السحب وتغييرات المدققين. ويدفع هذا التوجه إلى أبحاث Google Quantum AI المنشورة في مارس، والتي حددت خمسة نواقل هجوم كمومي على إيثيريوم، وقدّرت أن أصولًا تزيد قيمتها على 100 مليار دولار قد تكون معرضة للخطر عبر المحافظ ومنصات التخزين والعقود الذكية وشبكات الطبقة الثانية. وتستهدف مؤسسة إيثيريوم حاليًا نحو عام 2029 لإجراء تغييرات البروتوكول الأساسية، ويشكل هذا الإصلاح في جانب المدققين نصف عملية انتقال أوسع: إذ يسمح مقترح EIP-8141 — اقتراح معاملات الإطار (Frame Transactions) المقرر لترقية Hegotá لاحقًا هذا العام — لحسابات إيثيريوم العادية بتغيير التشفير الذي يأذن بمعاملاتها دون تبديل العناوين. وقد اقترح أحد صانعي المستودع ترقيم الاقتراح الجديد باسم EIP-8394.

لا ترقى المسودة إلى مستوى ترقية مكتملة: فعنوان العقد وكود البايت (Bytecode) والتواريخ الزمنية للتفعيل ما زالت غير محسومة، مع إرجاء مخطط ما بعد الكم النهائي إلى مقترح EIP مستقبلي. لكنها تحدد شكل الانتقال بدقة — فورك منسق عبر طبقتَي التنفيذ والإجماع، وسقف بيانات اعتماد يتمدد من 96 بايت إلى 8,192 بايت، ومفتاح ثلاثي الحالات يُبقي BLS فعالًا حتى يطلق استدعاء نظام التقاعد غير القابل للرجوع. وبالنسبة لمشغلي العقد، لا حاجة إلى إعادة تشكيل فورية؛ أما بالنسبة إلى 42.4 مليون إيثيريوم مُخزّن، فتبدأ ساعة العد لانتقال المرحلة الثانية الذي لم يُصمَّم بعد. وعلى عكس الإيردروب على الرموز، فإن هذا تغيير على مستوى البنية التحتية — أعمق من مخاطر التوقيع الأعمى المألوفة لدى مستخدمي المحافظ — والهدف الزمني لعام 2029 تحدد معالمه معالم تشفيرية، لا دورات السوق الهابط.