آیا کامپیوترهای کوانتومی بیت کوین را سریعتر استخراج می‌کنند؟

محاسبات کوانتومی یک فناوری نوظهور است که از اصول مکانیک کوانتومی برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کند. مکانیک کوانتومی پایه و اساس محاسبات کوانتومی است که به ویژگی‌های خاص برهم نهی و درهم تنیدگی اجازه می‌دهد که کامپیوترهای کوانتومی را قدرتمندتر از رایانه‌های معمولی کند.

رایانه‌های کوانتومی از بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها استفاده می‌کنند که می‌توانند در چندین حالت به طور همزمان وجود داشته باشند، برخلاف رایانه‌های کلاسیک که از بیت‌ها برای نمایش اطلاعات به صورت 0 یا 1 استفاده می‌کنند. در نتیجه، آنها می‌توانند برخی از محاسبات را نسبت به کامپیوترهای سنتی با سرعت بیشتری انجام دهند.

محاسبات کوانتومی ممکن است تأثیر قابل توجهی بر رمزنگاری داشته باشد. تکنیک‌های رمزگذاری امروزی اغلب بر مشکلات فاکتورگیری اعداد بزرگ یا حل دیگر معماهای چالش‌برانگیز ریاضی برای رایانه‌های معمولی تکیه می‌کنند. با این حال، سرعتی که رایانه‌های کوانتومی می‌توانند این معماها را حل کنند، ممکن است تکنیک‌های رمزگذاری فعلی را قابل حمله کند.

حوزه دیگری که محاسبات کوانتومی می‌تواند تأثیر داشته باشد، استخراج بیت کوین است. استخراج بیت کوین شامل مشکلات حسابی پیچیده‌ای است که باید برای اعتبارسنجی تراکنش ها و افزودن آنها به بلاکچین حل شوند. با این حال، استخراج بیت کوین (BTC) به قدرت پردازش زیادی نیاز دارد، به همین دلیل به تجهیزات و نرم افزارهای تخصصی نیاز است. کامپیوترهای کوانتومی ممکن است بتوانند این مسائل را به طور قابل توجهی سریعتر از کامپیوترهای سنتی مدیریت کنند، که ممکن است استخراج BTC را کارآمدتر کند.

با این وجود، بسیار مهم است که به یاد داشته باشیم که کامپیوترهای کوانتومی همیشه در همه شرایط برتر از کامپیوترهای کلاسیک نیستند. به عنوان مثال، عملیات خاصی که نیاز به غربال کردن داده های زیادی دارند، مانند جستجوی یک رکورد خاص در پایگاه داده، هنوز برای رایانه های کلاسیک مناسب تر هستند. علاوه بر این، تأثیر محاسبات کوانتومی بر رمزنگاری و استخراج بیت‌کوین همچنان دیده می‌شود و محققان همچنان پتانسیل این فناوری نوظهور را بررسی می‌کنند.

کامپیوترهای کوانتومی در استخراج بیت کوین چقدر کارآمد هستند؟

مسائل پیچیده ریاضی باید در طول فرآیند استخراج بیت کوین حل شوند، که با استفاده از کامپیوترهای کوانتومی سریعتر از کامپیوترهای کلاسیک قابل انجام است. با این حال، در حال حاضر مشخص نیست که محاسبات کوانتومی چگونه ممکن است بر استخراج بیت کوین تأثیر بگذارد.

در حالی که کامپیوترهای کوانتومی ممکن است بهره وری استخراج را افزایش دهند، ممکن است خطر هک کوانتومی در شبکه بیت کوین را نیز افزایش دهند. این به این دلیل است که بسیاری از تکنیک‌های رمزنگاری مبتنی بر کلید عمومی که برای محافظت از بیت‌کوین استفاده می‌شوند، در معرض حمله رایانه‌های کوانتومی هستند. هک کوانتومی یک حمله سایبری است که از محاسبات کوانتومی برای شکستن سیستم های رمزنگاری استفاده می کند.

رمزنگاری کلید عمومی یک الگوریتم ریاضی است که به دو طرف اجازه می‌دهد تا بدون تبادل کلید مخفی از قبل، به طور امن با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این رویکرد مبتنی بر پیچیدگی برخی از وظایف ریاضی است، مانند محاسبه لگاریتم‌های گسسته یا فاکتورگیری اعداد صحیح عظیم، که تصور می‌شود برای رایانه‌های سنتی چالش برانگیز است تا به خوبی از عهده آنها برآیند.

محققان در حال بررسی با استفاده از رمزنگاری کوانتومی و الگوریتم‌های مقاوم در برابر کوانتومی برای رفع این مشکل هستند. این تکنیک ها می توانند به محافظت از شبکه بیت کوین در آینده کمک کنند زیرا در برابر حملات رایانه های کوانتومی مقاوم تر هستند.

علاوه بر این، در حال حاضر هیچ کامپیوتر کوانتومی وجود ندارد که بتواند بیت کوین را موثرتر از کامپیوترهای معمولی استخراج کند. اما، با توسعه بیشتر فناوری کوانتومی، می توان تصور کرد که استخراج کوانتومی بیت کوین ممکن است در آینده به واقعیت تبدیل شود.

آیا کامپیوتر کوانتومی می‌تواند بیت کوین را هک کند؟

یک کامپیوتر کوانتومی با بهره‌برداری از ظرفیت پردازش بالاتر خود برای شکست دادن رمزگذاری که از کلیدهای خصوصی و تراکنش‌ها در شبکه بیت‌کوین محافظت می‌کند، می‌تواند از نظر تئوری بیت کوین را هک کند. با این حال، وضعیت فعلی فناوری کوانتومی هنوز آنقدر پیشرفت نکرده است که تهدیدی قابل توجه برای امنیت بیت کوین باشد.

کامپیوترهای کوانتومی ممکن است رمزنگاری کلید عمومی را به دلیل توانایی آنها در پاسخگویی به برخی مسائل ریاضی بسیار سریعتر از کامپیوترهای کلاسیک، کمتر امن کنند. به عنوان مثال، الگوریتم شور (Shor’s algorithm) – یک الگوریتم کوانتومی – می‌تواند اعداد صحیح بزرگ را به طور تصاعدی سریعتر از الگوریتم های کلاسیک فاکتور کند. فاکتورسازی اعداد صحیح بزرگ اساس بسیاری از طرح های رمزگذاری کلید عمومی، از جمله طرح مورد استفاده در بیت کوین است.

اگر یک کامپیوتر کوانتومی توانایی پردازش الگوریتم Shor را داشته باشد، رمزنگاری کلید عمومی به کار رفته در بیت‌کوین و سایر ارزهای دیجیتال ممکن است به صورت فرضی شکسته شود. یک مهاجم با یک کامپیوتر کوانتومی می‌تواند با محاسبه کلید خصوصی مربوط به کلید عمومی مورد استفاده برای دریافت بیت‌کوین، بیت کوین را بدزدد. اعداد اول بزرگی که برای تولید ترکیب کلید عمومی-خصوصی استفاده می‌شوند را می‌توان برای دستیابی به این هدف در نظر گرفت.

با این حال، بسیار مهم است که به یاد داشته باشیم که محاسبات کوانتومی هنوز در مراحل ابتدایی خود است و فاقد قدرت اجرای الگوریتم Shor در مقیاس لازم برای رمزگشایی بیت کوین است. اگرچه نشان داده شده است که کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس کوچک در اعداد کم نقش دارند، اما هنوز راه زیادی تا ساخت یک کامپیوتر کوانتومی در مقیاس بزرگ که رمزگذاری بیت کوین را می شکند، باقی مانده است.

علاوه بر این، شبکه بیت کوین به طور مداوم در حال توسعه است تا با خطرات امنیتی احتمالی مقابله کند، مانند ریسک ارائه شده توسط رایانه های کوانتومی. به عنوان مثال، یک سیستم امضا مبتنی بر هش مانند روش امضای Lamport ممکن است بیت کوین را در برابر حملات کوانتومی انعطاف پذیرتر کند. محققان همچنین در حال بررسی استفاده از رمزنگاری پس کوانتومی هستند که برای مقاومت در برابر کامپیوترهای کوانتومی ایجاد شده است.

روش امضای Lamport یکی از روش های رمزنگاری پس کوانتومی در نظر گرفته می شود که می تواند برای ایمن سازی امضاهای دیجیتال در برابر تهدیدات احتمالی رایانه های کوانتومی مورد استفاده قرار گیرد. این تکنیک چندین جفت کلید عمومی و خصوصی را برای تأیید امضای دیجیتال با استفاده از یک تابع هش یک بار تولید می کند. 

ارتباط در برابر تلاش‌های هک کوانتومی محافظت می‌شود زیرا هر جفت برای امضای بخش مشخصی از پیام استفاده می‌شود. با توجه به ماهیت یکباره عملکرد هش، حتی اگر مهاجم یکی از کلیدهای خصوصی را در دست بگیرد، نمی تواند از آن برای جعل امضاهای دیگر یا یافتن کلیدهای خصوصی دیگر استفاده کند.

آیا محاسبات کوانتومی می تواند به کاهش مصرف انرژی بیت کوین کمک کند؟

در حالی که محاسبات کوانتومی به طور بالقوه می تواند مصرف انرژی بیت کوین را کاهش دهد و کارایی استخراج را بهبود بخشد، مهم است که خطرات امنیتی بالقوه را در نظر بگیریم و به توسعه الگوریتم های مقاوم در برابر کوانتومی برای اطمینان از یکپارچگی شبکه بیت کوین ادامه دهیم.

محاسبات کوانتومی این پتانسیل را دارد که با بهبود کارایی استخراج بیت کوین، مصرف انرژی بیت کوین را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. بازپخت کوانتومی، نوعی از محاسبات کوانتومی، می‌تواند روند حل تابع هش مورد نیاز برای استخراج بیت کوین را سرعت بخشد. 

آنیل کوانتومی تکنیکی است که برای حل مسائل بهینه سازی با استفاده از مکانیک کوانتومی استفاده می شود. ماینرها ممکن است با استفاده از آنیل کوانتومی بتوانند عملکرد هش را به طور قابل توجهی سریعتر و کارآمدتر از ماینرهای ASIC موجود حل کنند.

با این حال، امنیت شبکه بیت کوین عمدتا به رمزنگاری متکی است که ممکن است در معرض حملات کامپیوترهای کوانتومی قرار گیرد. این پرسش‌هایی را در مورد انعطاف‌پذیری کوانتومی تکنیک‌های رمزگذاری مورد استفاده توسط بیت‌کوین ایجاد کرده است. برخی از الگوریتم های رمزگذاری مورد استفاده در استخراج بیت کوین، مانند SHA-256، مقاوم در برابر کوانتومی در نظر گرفته می شوند. با این حال، دیگران، مانند رمزنگاری کلید عمومی که برای آدرس‌های کیف پول استفاده می‌شود، می‌توانند در برابر هک کوانتومی آسیب‌پذیر باشند.

با وجود مزایای بالقوه استفاده از محاسبات کوانتومی برای استخراج بیت کوین، اطمینان از اینکه امنیت شبکه به خطر نمی افتد بسیار مهم است. برای ایمن نگه داشتن شبکه از هک کوانتومی، محققان بر روی ایجاد الگوریتم های مقاوم در برابر کوانتومی تمرکز می کنند که می توانند در استخراج بیت کوین مورد استفاده قرار گیرند. همچنین مهم است که به یاد داشته باشید که همه توابع هش را نمی توان با آنیل کوانتومی حل کرد. برخی ممکن است هنوز به تکنیک های محاسباتی کلاسیک نیاز داشته باشند.

به عنوان مثال، مؤسسه ملی استاندارد و فناوری SHA-3 (الگوریتم هش ایمن 3) را توسعه داد که به دلیل استفاده از ساختار اسفنجی و معماری مبتنی بر جایگشت، مقاوم در برابر کوانتومی در نظر گرفته می‌شود. با این حال، هیچ مدرک ریاضی در این مورد وجود ندارد.