تیمی از دانشگاه تگزاس شرقی A&M راهکاری برای مقاومت بیتکوین در برابر کامپیوترهای کوانتومی ارائه داد
کامپیوترهای کوانتومی در حال حاضر قادر به شکستن بیتکوین نیستند، اما تیمی در دانشگاه تگزاس شرقی A&M منتظر وقوع این اتفاق نمانده و راهکاری برای مقابله با آن توسعه داده است.
محققان پردیس RELLIS این دانشگاه، در تاریخ ۱۲ سپتامبر ۲۰۲۶، پروژهای به نام PQLN (مخفف Post-Quantum Lightning Network) را معرفی کردند. این اولین پیادهسازی عملی است که رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم را به شبکه مقیاسپذیری لایه دوم بیتکوین، یعنی شبکه لایتنینگ، اضافه میکند. کد کامل این پروژه که شامل نزدیک به ۱۱ هزار خط کد اضافه شده به یک فورک از rust-lightning است، هماکنون در GitHub در دسترس قرار دارد.
شبکه لایتنینگ به کاربران بیتکوین اجازه میدهد تا تراکنشهای خارج از زنجیره اصلی (off-chain) را انجام دهند. این بدان معناست که میتوانند پرداختها را بدون نیاز به انتظار برای تسویه هر تراکنش در بلاکچین اصلی، ارسال و دریافت کنند. این سرعت بالا با یک بدهبستان همراه است: شبکه لایتنینگ به همان رمزنگاری منحنی بیضوی (به طور خاص secp256k1) متکی است که امنیت خود بیتکوین را نیز تامین میکند. اگر یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند بتواند این محاسبات را بشکند، هر دو لایه در معرض خطر قرار خواهند گرفت.
PQLN رمزنگاری موجود را حذف نمیکند، بلکه الگوریتمهای مبتنی بر لاتیس (lattice-based) را بر روی آن لایهبندی میکند. دو ابزار مبتنی بر لاتیس در این مجموعه، ML-DSA برای امضاهای دیجیتال و ML-KEM برای تبادل کلید هستند. هر دو از خانواده الگوریتمهایی هستند که موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) برای سناریوهای مشابه در حال استانداردسازی آنها بوده است.
این پیادهسازی پنج حوزه حیاتی عملیات شبکه لایتنینگ را پوشش میدهد: انتشار اخبار (نحوه اشتراکگذاری اطلاعات شبکه توسط گرهها)، انتقال همتا به همتا، صورتحسابها، پیازهای پرداخت (لایه حریم خصوصی مسیریابی) و پیشنهادات از طریق چارچوب مشخصات BOLT. احمد کورت، یکی از نویسندگان مقاله، و همکارانش این سیستم را به گونهای طراحی کردهاند که گرههای ارتقا یافته همچنان بتوانند با گرههای قدیمی (legacy) ارتباط برقرار کنند.
ارزیابی عملکرد و چالشها
بنچمارکهای PQLN نشان میدهند که تاثیرات منفی قابل مدیریت هستند. عملیات رمزنگاری اضافه شده، زمان پردازش هر عملیات را به ۰.۳۳ میلیثانیه یا کمتر محدود میکند.
وضعیت پهنای باند کمی پیچیدهتر است. دانلود اخبار تحت تنظیمات پیشفرض ML-DSA در PQLN، حدود ۱۰ برابر افزایش مییابد. با این حال، محققان یک طرح امضای جایگزین به نام Falcon را آزمایش کردند که این سربار را به حدود ۴ برابر کاهش میدهد.
آزمونهای قابلیت همکاری، تمامی ۱۲ سناریوی ممکن ترکیب گرهها را پوشش دادند و گرههای ارتقا یافته و قدیمی را در هر ترکیبی جفت کردند. نتیجه: صفر پرداخت ناموفق در تمام پیکربندیها.
محدودیتهای کلیدی
یک نکته مهم در طراحی PQLN وجود دارد. این سیستم ارتباطات و لایههای مسیریابی شبکه لایتنینگ را امن میکند، اما از وجوه واقعی کانالها یا هرگونه عنصر بیتکوین در زنجیره اصلی (on-chain) محافظت نمیکند. دلیل این امر ساده است: تغییر نحوه پردازش رمزنگاری در لایه پایه بیتکوین نیازمند یک ارتقاء اجماع است، به این معنی که کل شبکه ماینرها و اپراتورهای گره باید با قوانین جدید موافقت کنند.
بحثها در مورد PQLN در عرض چند روز پس از انتشار مقاله در arXiv، در پلتفرمهای Delving Bitcoin و BitcoinTalk آغاز شد. انتشار کد منبع باز، همراه با یک گره نمونه اصلاح شده، موانع را برای سایر پیادهسازیهای شبکه لایتنینگ جهت مطالعه و احتمالاً پذیرش این رویکرد کاهش میدهد.
