هل يمكن اختراق عملة البيتكوين؟

أمن البيتكوين

كظاهرة جديدة، تواجه عملة البيتكوين الكثير من الشكوك. وباعتبارها طريقة رقمية بالكامل لتخزين الثروة التي لا يدعمها تأمين مؤسسة تأمين الودائع الفيدرالية (FDIC) أو المؤسسات التقليدية، فقد يشعر المستخدمون بالقلق أيضًا بشأن نقاط الضعف في التشفير أو تقنية blockchain. ومع ذلك، أثبتت شبكة البيتكوين قوتها ضد كل من حالات الفشل والهجمات. إن blockchain نفسه محصن ضد الفساد اقتصاديًا وتقنيًا.

المخاوف الأمنية للبيتكوين

تعد Bitcoin تقنية جديدة نسبيًا، ولكن خلال اثني عشر عامًا من وجودها، أثبتت Bitcoin أنها النظام الرقمي الأكثر أمانًا في العالم والنظام النقدي الأكثر موثوقية على الإطلاق. لم يتم اختراق blockchain الخاص بـ Bitcoin مطلقًا، ولم يتم نطق أي عملة مزيفة على الشبكة.

كما هو الحال مع أي برنامج، فإن Bitcoin ليس مثاليًا أو معصومًا من الخطأ. تظهر الأخطاء البسيطة من وقت لآخر، وهناك مخاوف أمنية نظرية قد تهدد البيتكوين اليوم أو في المستقبل. هذه المقالة سوف تدرس هذه المخاوف.

أمان مستخدم Bitcoin مقابل أمان شبكة Bitcoin

من المهم التمييز بين المخاوف الأمنية التي تواجه مستخدمي Bitcoin وتلك التي تواجه شبكة وتقنية Bitcoin. يجب على مستخدمي Bitcoin حماية مفاتيحهم الخاصة وكلمات المرور والمعلومات الحساسة الأخرى بعناية ضد المهاجمين أو الخسارة.

ومع ذلك، فإن المخاوف الأمنية لشبكة Bitcoin تشمل أمان التشفير الأساسي، وقوة شبكة نظير إلى نظير، ومعدل التجزئة لعمال المناجم في Bitcoin.

ما مدى أمان سلسلة Bitcoin Blockchain؟

Bitcoin عبارة عن قاعدة بيانات blockchain وشبكة من أجهزة الكمبيوتر تسمى العقد ، والتي تتواصل لبناء قاعدة البيانات وتحديثها. تتضمن الشبكة مئات الآلاف من أجهزة الكمبيوتر المملوكة لعدد كبير وموزع من الأشخاص. أي شخص قادر على الانضمام إلى هذه الشبكة دون أي مؤهل.

لم يتم اختراق قاعدة البيانات التي يحتفظ بها هذا النظام المفتوح مطلقًا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن اختراق قاعدة بيانات أحد أجهزة الكمبيوتر لا يكفي لإتلاف قاعدة بيانات جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى. في الواقع، ستقوم أجهزة الكمبيوتر الأخرى في الشبكة تلقائيًا بتنبيه المستخدم المخترق بأن قاعدة البيانات الخاصة به تالفة وستساعده إما في إصلاح الخطأ أو فصله عن الشبكة.

والأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو حقيقة أن جهاز كمبيوتر واحد يحتوي على blockchain صالح يمكنه تصحيح عدد لا حصر له من أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على سلاسل غير صالحة أو قديمة. ولا تتبع الشبكة رأي الأغلبية، بل السلسلة الأكثر صحة من الناحية الموضوعية.

الإنفاق المزدوج والبيتكوين المزيف

إحدى الميزات الأساسية للبيتكوين هي الرقابة الصارمة والشفافية على المعروض النقدي والقدرة على منع الإنفاق المزدوج، حيث يتم إنفاق نفس الأموال مرتين أو يتم عكس المعاملة بعد اعتبارها نهائية. يتم فرض هذه الميزات بواسطة عقد Bitcoin، وإذا تم انتهاك أي من هذه القواعد، فستتعرض سمعة وموثوقية Bitcoin للخطر.

51% هجمات

من المحتمل أن يؤدي أحد المخاوف الأكثر شيوعًا بشأن أمان Bitcoin، والذي يسمى هجوم 51%، إلى إنفاق مضاعف. هجوم 51% هو محاولة من قبل عامل تعدين بيتكوين أو مجموعة من عمال المناجم لاستبدال أو تغيير كتل بيتكوين السابقة. من خلال استبدال كتلة واحدة أو أكثر، يمكن للمهاجم بشكل فعال إبطال المعاملات التي تمت تسويتها مسبقًا وسرقة البيتكوين.

كما يوحي الاسم، من أجل ضمان نجاح الهجوم بنسبة 51%، يجب على الجهة الخبيثة التحكم في 51% على الأقل من إجمالي قوة الحوسبة، والتي تسمى معدل التجزئة ، لشبكة البيتكوين. وهذا من شأنه أن يصل إلى قوة حاسوبية أكبر من جميع أعضاء الشبكة الآخرين مجتمعين. وعلى هذا النحو، تتطلب هجمات 51% قدرًا هائلاً من المال والطاقة والأجهزة المتخصصة. قام ساتوشي ناكاموتو، مؤسس بيتكوين، بتوضيح الآليات والرياضيات الخاصة بهجوم بنسبة ٥١٪ في الصفحة الثامنة من ورقة عمل بيتكوين البيضاء .

الصعوبة العملية للهجمات 51٪

مع نمو شبكة البيتكوين وارتفاع السعر، ارتفع أيضًا معدل التجزئة الخاص بتعدين البيتكوين. وقد أدى هذا الاتجاه باستمرار إلى زيادة صعوبة تنفيذ الهجمات بنسبة 51%، مما يجعل البيتكوين أكثر أمانًا. مع استمرار ارتفاع سعر البيتكوين، سيستمر معدل التجزئة والأمن في البيتكوين في الارتفاع أيضًا.

نموذج الحوافز الخاص بالبيتكوين

بالإضافة إلى التكلفة العالية للهجوم بنسبة 51%، توفر البيتكوين حوافز إضافية للقائمين بالتعدين ليظلوا صادقين. حتى لو نجح أحد عمال المناجم الضارين في تنفيذ هجوم، فسيؤدي ذلك إلى انهيار سعر البيتكوين، مما يقلل من قيمة البيتكوين التي سرقها للتو. كما أن معدات تعدين البيتكوين الخاصة بالمهاجم، والتي تسمى ASICs ، والتي لا يمكن إعادة استخدامها وهي باهظة الثمن، ستصبح أيضًا عديمة الفائدة. هذه الحوافز الاقتصادية، جنبًا إلى جنب مع التصميم الأساسي للبيتكوين، منعت هجومًا بنسبة 51٪ على البيتكوين.

ما مدى أمان شبكة Bitcoin نظير إلى نظير؟

شبكة نظير إلى نظير الخاصة بالبيتكوين مفتوحة تمامًا ولامركزية. تتواصل عشرات الآلاف من العقد من جميع أنحاء العالم مع بعضها البعض لمشاركة المعاملات والكتل على مدار الساعة. تسمح هذه الشبكة لأي شخص بالانضمام وعرض blockchain Bitcoin.

تعمل عقد البيتكوين على فرض قواعد الشبكة، بما في ذلك سياستها النقدية ومقاومتها للإنفاق المزدوج. إذا تم أخذ جزء كبير من عقد البيتكوين دون اتصال بالإنترنت، فيمكن لممثل خبيث أن يعطل بشكل فعال نقل الكتل وربما يغير قواعد الشبكة، لتغيير السياسة النقدية على سبيل المثال.

هجمات حجب الخدمة

لهذا السبب، يعد أمان عقد Bitcoin أمرًا بالغ الأهمية لأمن الشبكة ككل. عندما يصمم مطورو Bitcoin أنواعًا جديدة من المعاملات أو يقدمون ميزات جديدة، فإنهم يولون اهتمامًا وثيقًا لما إذا كانت هذه الميزات قد تجعل العقد عرضة لهجمات رفض الخدمة (DoS) التي قد تجعلها غير متصلة بالإنترنت.

وهذا ما يفسر سبب عدم اكتمال برنامج Bitcoin Script في Turing . إذا تم تمكين الحلقات بواسطة البرنامج النصي، فيمكن للمهاجم إنشاء معاملة بحلقة لا نهائية، مما قد يستنفد موارد العقد التي تحاول التحقق من صحتها. سيؤدي هذا إلى تعطل العقد وإزالتها من الشبكة.

تم تصميم Bitcoin لتجنب مثل هذه الهجمات، وتعمل العديد من الترقيات المقترحة، مثل Dandelion و Erlay ، على تحسين أمان وخصوصية عقد Bitcoin.

هل يمكن للبيتكوين البقاء على قيد الحياة بدون الإنترنت؟

تعمل عملة البيتكوين بشكل أساسي عبر الإنترنت، مثل معظم الخدمات الرقمية الأخرى. من الناحية النظرية، قد يكون المجتمع غير قادر على الوصول إلى الإنترنت، إما بسبب الإخفاقات التكنولوجية الهائلة أو التدخل الحكومي، كما يحدث بانتظام في البلدان الاستبدادية. في مثل هذه الحالة، ستقع كل الخدمات الرقمية تقريبًا، بما في ذلك النظام المالي القديم، في حالة من الفوضى أيضًا، وليس فقط عملة البيتكوين.

إذا حدث هذا، فإن معظم القائمين بالتعدين والعقد الموجودة على شبكة البيتكوين سيفقدون الاتصال مع بعضهم البعض، وستكون الشبكة معرضة لخطر عدم القدرة على إنتاج كتل جديدة وبث معاملات جديدة. ومع ذلك، ستظل الحالة الحالية لـ blockchain سليمة تمامًا، حيث ستستمر كل عقدة في تخزين الكتل التي كانت لديها قبل فقدان الإنترنت.

عند عودة الاتصال بالإنترنت أو العثور على حل آخر، يمكن للعقد وعمال المناجم استئناف بث كتل جديدة كما كان من قبل. حتى لو تباعدت سلسلة الكتل في هذه الأثناء، فإن عقد البيتكوين لديها القدرة على التوفيق والاتفاق على سلسلة الكتل الأكثر صلاحية من الناحية الموضوعية التي يجب اتباعها.

بدائل البيتكوين للإنترنت

تعمل شبكة Bitcoin أيضًا عبر شبكات أخرى غير الإنترنت. يتم بث كتل البيتكوين عبر الراديو والشبكة المتداخلة وحتى عبر الأقمار الصناعية. ويعمل المطورون على تحسين هذه الحلول، وجعلها أسهل في الاستخدام، وبالتالي جعل البيتكوين أكثر قوة وأقل اعتمادًا على الاتصال بالإنترنت.

ما مدى أمان تشفير البيتكوين؟

التشفير هو ما يمكّن من نقل عملة البيتكوين من طرف إلى آخر بطريقة غير موثوقة. على وجه التحديد، تستخدم البيتكوين خوارزمية التوقيع الرقمي تسمى ECDSA ، والتي ظلت دون انقطاع لعدة عقود. ومع ذلك، هناك دائمًا احتمال اختراق هذا المخطط، مما يسمح للمهاجم بتزوير التوقيعات وإنفاق عملة البيتكوين التي لا تخصه.

خوارزمية تشفير أخرى ذات أهمية أمنية كبيرة هي وظيفة التجزئة SHA-256 ، وهي وظيفة عشوائية أحادية الاتجاه خلف خوارزمية إثبات العمل الخاصة بـ Bitcoin، و HTLCs الخاصة بشبكة Lightning Network ، والمزيد. إذا تم تطوير طريقة لعكس SHA-256 أو كسر عشوائيته، فإنها ستسمح للمهاجم بسرقة الأموال على الشبكة المسرّعة والتعدين بشكل أسرع بكثير من القائمين بالتعدين دون هذه المعرفة.

إن نتيجة اختراق ECDSA أو SHA-256 من قبل جهة فاعلة ضارة ستكون كارثية على Bitcoin. ومع ذلك، فقد استمرت هذه الخوارزميات لسنوات عديدة، ويتم استخدامها من قبل العديد من الأنظمة خارج البيتكوين. إذا تم اختراق عملة البيتكوين، فسيتم أيضًا اختراق العديد من الأنظمة الأخرى التي نعتمد عليها.

إذا تم اكتشاف أن أيًا من الخوارزميات غير آمنة من قبل جهة فاعلة حميدة، فيمكن لشبكة البيتكوين الانتقال إلى مجموعة أكثر أمانًا من خوارزميات التشفير ومواصلة العمل، على الرغم من أن هذا سيكون مرهقًا للغاية للمستخدمين الحاليين.

أجهزة الكمبيوتر الكمومية

تتضمن إحدى نقاط الضعف النظرية الشائعة لتشفير البيتكوين استخدام حاسوب كمي عملي. تقوم أجهزة الكمبيوتر الكمومية بإجراء عمليات حسابية على المستوى دون الذري، وتحقق كفاءة وسرعة غير عادية. في حين أن العلماء وضعوا نظريات حول قوتهم لعدة سنوات، إلا أنه لم يتم بعد اختراع التطبيق العملي لها.

إذا تم منح كيان واحد حق الوصول الوحيد إلى جهاز كمبيوتر كمي واختار تعدين البيتكوين، فمن المرجح أن يهيمن على صناعة التعدين ولديه القدرة على تنفيذ هجوم بنسبة 51٪ على البيتكوين. وبدلاً من ذلك، يمكن للكمبيوتر الكمي أن يفرض القوة الغاشمة على المفاتيح الخاصة لعناوين البيتكوين الأكثر ثراءً ويسرق عملة البيتكوين تلك. وفي كلتا الحالتين، سيتم تقويض الثقة في شبكة البيتكوين.

تبدو حجة الكمبيوتر الكمومي ضد البيتكوين صالحة حتى نأخذ في الاعتبار بقية الاقتصاد. إذا أنتج كيان خبيث واحد حاسوبًا كميًا عمليًا، فيمكنه اختراق أي نظام تقريبًا، وليس فقط البيتكوين. سيكون النظام المالي بأكمله في خطر في هذا السيناريو.

في الواقع، ستكون عملة البيتكوين في الواقع أحد الأنظمة الأكثر أمانًا، مع الأخذ في الاعتبار أنها تستخدم مستوى أعلى بكثير من الإنتروبيا مقارنة بالحساب البنكي أو بطاقة الائتمان. تستخدم بطاقة الائتمان 16 رقمًا ورمز أمان مكونًا من 3 أرقام، مما ينتج عنه إنتروبيا تبلغ 10^19، بينما تستخدم مفاتيح Bitcoin الخاصة إنتروبيا تبلغ 2^128 أو ما يقرب من 10^38.