احتمال حدس زدن کلید خصوصی بیت کوین چقدر است؟

تاریخ: 6 مرداد 1403

زمان مطالعه: 2 دقیقه

بیت کوین بر اساس اصول رمزنگاری عمل می‌کند که تضمینی برای امنیت و یکپارچگی آن است. یکی از اجزای کلیدی این سیستم، کلید خصوصی (Private Key) است، یک عدد 256 بیتی که به مالک امکان دسترسی و مدیریت دارایی خود را می‌دهد. روند حدس زدن کلید خصوصی بیت کوین شبیه به یافتن یک دانه شن در تمام سواحل جهان است – که به دلیل تعداد زیاد احتمالات بسیار دشوار است.

فهرست مطالب

آشنایی با کلیدهای خصوصی بیت کوین

کلید خصوصی بیت کوین یک عدد 256 بیتی تصادفی است. برای درک بزرگی این عدد، در نظر بگیرید که می‌تواند مقادیری از 0 تا 1-256^2 داشته باشد. این محدوده از مقادیر تقریباً 77^10*1.579209 ترکیبات احتمالی را فراهم می‌کند. برای درک بهتر باید بدانید که این عدد بسیار بزرگ‌تر از تعداد تخمین زده شده اتم‌ها در جهان قابل مشاهده است که در حدود 10 به توان 80 است.

امنیت رمزنگاری

امنیت بیت کوین به شدت به الگوریتم رمزنگاری معروف به الگوریتم Elliptic Curve Digital Signature (ECDSA) وابسته است. این الگوریتم تضمین می‌کند که حتی اگر یک کلید عمومی از یک کلید خصوصی مشتق شده باشد، کلید خصوصی نمی‌تواند به طور عملی از کلید عمومی استنتاج شود. رابطه بین کلید خصوصی و عمومی یک‌طرفه است، به این معنی که فرایند استخراج کلید عمومی از کلید خصوصی ساده است، اما عکس آن از نظر محاسباتی غیرممکن است.

حدس زدن کلید خصوصی چقدر ناممکن است؟

برای درک دشواری حدس زدن کلید خصوصی، بیایید مفهوم حملات brute force را بررسی کنیم. حمله brute force شامل بررسی سیستماتیک تمام کلیدهای ممکن است تا زمانی که کلید صحیح پیدا شود. برای بیت‌کوین، حمله brute force به کلید خصوصی به معنای بررسی 2 به توان 256 کلیدهای احتمالی است.

یک لحظه قدرت محاسباتی مورد نیاز برای چنین تلاشی را در نظر بگیرید. حتی با قوی‌ترین ابررایانه‌های موجود امروز، انجام این کار زمان نجومی می‌برد. برای مثال، سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان می‌توانند در حدود 18^10 عملیات در ثانیه (exaflops) انجام دهند. حتی اگر بتوانیم از قدرت چنین ابررایانه‌هایی استفاده کنیم، باز هم بررسی همه کلیدهای ممکن بسیار بیشتر از سن کیهان طول می‌کشد. برای درک چنین زمانی، سن جهان حدود 13.8 میلیارد سال تخمین زده می‌شود که تقریباً به 17^10*4.35 ثانیه تبدیل می‌شود. نیاز محاسباتی آنقدر زیاد است که عملاً غیرممکن چنین کاری را غیرممکن می‌کند.

سناریوهای نظری

برای نشان دادن بیشتر کوچک بودن احتمال حدس زدن یک کلید خصوصی، اجازه دهید برخی از سناریوهای نظری را در نظر بگیریم. تصور کنید یک مهاجم از دستگاهی استفاده می‌کند که می‌تواند یک میلیارد کلید در ثانیه را بررسی کند. 31,536,000 ثانیه در سال وجود دارد. بنابراین، در یک سال، مهاجم می‌تواند 16^10*3.1536 کلید را بررسی کند. با توجه به اینکه تعداد کل کلیدهای ممکن 77^10*1.579209 است، بیش از 10 به توان 60 سال طول می‌کشد تا تمام احتمالات را به پایان برساند. این بسیار فراتر از هر چارچوب زمانی عملی یا قابل تصور است.

سناریوی دیگر شامل استفاده از یک شبکه جهانی از ماشین‌های قدرتمند است. فرض کنید می‌توانیم هر رایانه‌ای را روی زمین بسیج کنیم، با فرض اینکه تقریباً 2 میلیارد رایانه وجود دارد که قادر به انجام 1 میلیارد چک در ثانیه هستند. حتی با وجود این شبکه عظیم، زمان مورد نیاز برای حدس یک کلید خصوصی همچنان به طرز غیرقابل تصوری طولانی خواهد بود و بازه زمانی فراتر از طول عمر کیهان را در بر می‌گیرد.

ملاحظات محاسبات کوانتومی

محاسبات کوانتومی اغلب در بحث‌های مربوط به امنیت رمزنگاری به عنوان یک نگرانی مطرح می‌شود. کامپیوترهای کوانتومی بر اساس اصول مختلفی کار می‌کنند و به طور بالقوه می‌توانند مشکلات خاصی را بسیار سریع‌تر از کامپیوترهای کلاسیک حل کنند. با این حال، حتی با پیش‌بینی‌های خوش‌بینانه، تا بلوغ محاسبات کوانتومی لازم برای به چالش کشیدن امنیت رمزنگاری بیت‌کوین، هنوز چندین دهه باقی مانده است. کامپیوترهای کوانتومی کنونی هنوز به اندازه کافی قدرتمند نیستند که بتوانند پیچیدگی‌های موجود در شکستن رمزگذاری ECDSA بیت کوین را مدیریت کنند.

علاوه بر این، جامعه بیت کوین از تهدید بالقوه محاسبات کوانتومی آگاه است. تحقیقات برای توسعه الگوریتم‌های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتومی ادامه دارد. هنگامی که رایانه‌های کوانتومی به یک نگرانی عملی تبدیل شوند، احتمالاً پروتکل بیت کوین برای ترکیب این الگوریتم‌های جدید تکامل می‌یابد و در نتیجه امنیت خود را حفظ می‌کند.

نتیجه‌گیری

کار حدس زدن یک کلید خصوصی بیت کوین به دلیل تعداد زیاد کلیدهای ممکن و قدرت محاسباتی مورد نیاز برای brute force آنها عملاً غیرممکن است. اصول رمزنگاری مبتنی بر بیت کوین تضمین می‌کند که کلیدهای خصوصی در برابر پیشرفت‌های تکنولوژیکی فعلی و قابل پیش‌بینی ایمن باقی می‌مانند. در حالی که سناریوهای نظری و فناوری‌های آینده مانند محاسبات کوانتومی چالش‌های جالبی را به همراه دارند، قوی بودن تدابیر امنیتی بیت کوین و تلاش‌های تحقیقاتی مداوم، تضمین‌های قوی در برابر احتمال به خطر افتادن کلید خصوصی ارائه می‌دهد.