باحثون من وحدة البحث “الأمان والخصوصية” في جامعة TU Wien (لوكاس أوماير ومشرفه البروفيسور ماتيو مافي) بالتعاون مع معهد برمجيات IMDEA (البروفيسور بيدرو مورينو سانشيز ، باحث ما بعد الدكتوراة سابقًا في TU Wien) وجامعة بوردو ( البروفيسور Aniket Kate) طور بشكل مشترك بروتوكول يجعل المعاملات أكثر أمانًا وأسرع في العملات المشفرة مثل البيتكوين.
في الوقت الحاضر في مدن مثل طوكيو يمكننا العيش مع العملات المشفرة مثل البيتكوين. يمكنك شراء القهوة أو الذهاب للتسوق أو ركوب الحافلة أو دفع سيارة أجرة أو حتى شراء وجبة إذا كان لديك فقط عملة البيتكوين في محفظتك (الإلكترونية). قد يبدو هذا غريبًا بالنسبة لبعض البلدان الأوروبية – على الرغم من وجود العديد من العملات المشفرة في السوق مثل أجهزة الصراف الآلي وعملة العملة (السوق الإسبانية) – لكننا نتحرك بسرعة ثابتة إلى هذا النموذج الذي قد يتواجد أو لا يتعايش مع بطاقاتنا المصرفية فى المستقبل.
تزداد شعبية العملات المشفرة بسرعة كبيرة بسبب المزايا العديدة مقارنة ، على سبيل المثال ، Mastercard أو Visa. المعاملات عادة ما تكون مجهولة الهوية ولا مركزية وعالمية.
ولكن لا يزال هناك عمل يتعين القيام به في مجالات الأمان والخصوصية والكفاءة. يمكن أن يكون الاحتيال ممكنًا ، ويمكن للمستخدمين اكتشاف معلومات حول المستخدمين الآخرين التي يجب أن تظل سرية ، وعدد المعاملات محدود ، وفي بعض الأحيان تحدث تأخيرات.
الباحثون من معهد البرمجيات IMDEA ، TU Wien ، وجامعة بوردو ، على دراية بهذه المشاكل ، طوروا بروتوكولًا محسنًا. سيتم تقديم المقالة ، التي تستند إليها هذه الأفكار ، في ندوة USENIX Security Symposium 2021 ، أحد أفضل مؤتمرات أمن تكنولوجيا المعلومات في جميع أنحاء العالم.
يقول Aumayr: “من المعروف منذ فترة طويلة أن البيتكوين وتقنيات blockchain الأخرى لديها مشكلة قابلية التوسع: لا يمكن أن يكون هناك سوى 10 معاملات كحد أقصى في الثانية”. “هذا قليل جدًا مقارنة بشركات بطاقات الائتمان ، على سبيل المثال ، التي تجري عشرات الآلاف من المعاملات في الثانية في جميع أنحاء العالم.” طريقة حل هذه المشكلة هي “شبكة Lightning Network” – وهي شبكة إضافية من قنوات الدفع بين مستخدمي blockchain. على سبيل المثال ، إذا أراد شخصان معالجة العديد من المعاملات في فترة زمنية قصيرة ، فيمكنهما تبادل المدفوعات مباشرة بين بعضهما البعض بهذه الطريقة ، دون نشر كل معاملة فردية على blockchain. فقط في بداية ونهاية سلسلة المعاملات هذه يوجد إدخال رسمي في blockchain.
كما يتضح من أعمال أخرى لـ Moreno-Sanchez) ، فإن مكاسب الخصوصية الظاهرة لشبكة Lightning Network بسبب المدفوعات خارج السلسلة ليست حقيقية. في الواقع ، أظهر العمل السابق لمورينو سانشيز أن وسطاء الدفع يمكنهم معرفة من يدفع ماذا لمن. هذه مشكلة يجب حلها حتى يتم استخدام نظام مثل Lightning Network على نطاق واسع.
المشكلة الثانية الكبيرة هي أنه “بالإضافة إلى ذلك ، يتعين على كل فرد في هذه السلسلة المساهمة بمبلغ معين من المال ، والذي يتم قفله كضمان. في بعض الأحيان تفشل إحدى المعاملات ، ومن ثم يمكن أن يظل الكثير من الأموال مقفلاً لفترة طويلة نسبيًا – يقول مورينو سانشيز: المزيد من الأشخاص المعنيين ، كلما استغرق الأمر وقتًا أطول.
استبعاد نقاط الضعف رياضيًا
“لقد أدى هذا المشروع إلى تطوير حالة المدفوعات خارج السلسلة من الناحيتين النظرية والعملية. ومن وجهة النظر النظرية ، فقد قدمنا نموذجًا رسميًا لنظام الدفع الجديد ، يثبت رياضيًا صحته وأمنه ضد الخصم. علاوة على ذلك ، بينما هو حالي تتطلب Lightning Network جولتين من الاتصالات عبر جميع المشاركين في عملية الدفع ، ويختصرها Blitz (البروتوكول الجديد) في جولة واحدة من الاتصالات. هذه نتيجة بارزة منذ Lightning Network والأساليب الأخرى المقترحة حتى الآن حيث تستخدم جميعها جولتين وهي لم يكن معروفًا ما إذا كان بإمكاننا التغلب على هذا الحاجز “على حد تعبير باحث برمجيات IMDEA.
يقول Aumayr: “عمليًا ، تنطوي جولة واحدة من الاتصالات على فوائد كبيرة من الناحية العملية. في الجولة الأولى ، يتم قفل الأموال ، وفي الجولة الثانية يتم تحريرها – أو استردادها إذا كانت هناك مشاكل. قد يعني ذلك يومًا إضافيًا من التأخير لكل مستخدم في هذه السلسلة. مع بروتوكولنا ، يجب تشغيل سلسلة الاتصال مرة واحدة فقط ”
المحاكاة تثبت التطبيق العملي
ومع ذلك ، ليس فقط الهيكل المنطقي الأساسي للبروتوكول الجديد هو المهم ، ولكن أيضًا التطبيق العملي. لذلك ، قام الفريق بمحاكاة في شبكة قنوات الدفع كيف تتصرف التكنولوجيا الجديدة مقارنة بشبكة Lightning السابقة. أصبحت مزايا البروتوكول الجديد واضحة بشكل خاص: اعتمادًا على الموقف ، مثل عدد الهجمات ومحاولات الاحتيال ، ينتج عن البروتوكول الجديد عامل أقل من 4 إلى 33 معاملة فاشلة مقارنة بشبكة Lightning التقليدية.
يبذل كل من Moreno-Sanchez و Aumayr جهودًا لنشر النتائج مع مطوري Lightning Network بالإضافة إلى مؤسسات Bitcoin الأخرى. واحدة من أكثر النقاط جاذبية حتى الآن هي أن Blitz متوافق تمامًا مع التقنيات المستخدمة حاليًا ويمكن نشره على الفور كبديل أكثر أمانًا وأسرع للمدفوعات خارج السلسلة.
