Computación cuántica | Creador del fin del mundo de Bitcoin

Aunque la red de Bitcoin es increíblemente segura en las condiciones actuales de las computadoras, existe una amenaza aún mayor que se avecina. Las computadoras cuánticas tienen el potencial de hacer obsoletas las medidas de seguridad de Bitcoin, destruyendo efectivamente la criptomoneda que alguna vez fue dominante.

¿Qué es la Computación Cuántica?

En pocas palabras, una computadora cuántica es un supercomputadora mantenido a temperaturas cercanas al cero absoluto (-459,67 ° F). A esta temperatura, las partículas subatómicas en el procesador de la computadora actúan de formas que no son posibles en condiciones normales.

Contrariamente a la creencia popular, las computadoras cuánticas no son necesariamente más rápidas que las tradicionales. Entonces, desafortunadamente, no mejorarán la velocidad de su transmisión de Netflix.

Pero las anomalías cuánticas que ocurren a temperaturas bajo cero hacer Permitirles realizar cálculos que teóricamente son imposibles de ejecutar para las computadoras ordinarias en un período de tiempo aceptable. Algunos casos de uso de estos cálculos incluyen la simulación de moléculas, plegamiento de proteínas y optimización logística.

Pero, ¿cómo logra exactamente esto una computadora cuántica?

Superposición y entrelazamiento

Las computadoras cuánticas tienen dos propiedades que les dan la capacidad de realizar cálculos complejos a un ritmo eficiente. El primero es superposición.

Las computadoras tradicionales almacenan información como una serie de ceros y unos. Las computadoras cuánticas, por otro lado, almacenan sus datos utilizando un conjunto de qubits – superposiciones de 0 y 1. Los qubits existen efectivamente en dos estados a la vez.

Cuando conecta estos qubits en un sistema, el número de estados crece exponencialmente. Un qubit tiene dos estados, dos tienen cuatro estados, cuatro tienen ocho, y así sucesivamente. El número de estados sigue directamente la ecuación:

# de estados = 2^norte donde «n» es el número de qubits.

La segunda propiedad de las computadoras cuánticas es entrelazamiento. Cuando dos qubits se entrelazan, medir el valor de un qubit también le indicará automáticamente el valor del otro qubit. Enredar todos los qubits superpuestos de una computadora cuántica le dará todos los estados posibles involucrados.

>¿Cómo afecta la computación cuántica a Bitcoin?

Las computadoras cuánticas son excepcionalmente hábiles para resolver cálculos criptográficos. Para comprender completamente la amenaza que esto representa para Bitcoin (y otras criptomonedas), primero debemos repetir las claves públicas, las claves privadas y cómo Bitcoin vincula las dos.

Un repaso rápido de Bitcoin

Cada billetera Bitcoin tiene una clave privada y una clave pública. Su clave pública es la dirección de la billetera a la que recibe los fondos y se crea a partir de su clave privada. Su clave privada es efectivamente la «contraseña» que necesita para enviar fondos.

Para enviar fondos, específicamente bitcoin, firma cada transacción utilizando un esquema de firma de curva elíptica. Este esquema demuestra a los demás que posee la clave privada sin tener que difundir lo que es. Las matemáticas detrás de este esquema también facilitan la creación de una clave pública a partir de una privada, mientras que hacer lo contrario es casi imposible.

Sin embargo, eso puede cambiar pronto con las computadoras cuánticas.

Cálculos cuánticos

Un error común: Una computadora cuántica podría proporcionar suficiente poder de hash para realizar un ataque del 51% en la red Bitcoin.

La realidad: Los mineros de ASIC son, y serán durante al menos diez años, mucho más eficientes en la minería que las computadoras cuánticas. Hay poco o ningún riesgo de una computadora cuántica saboteando la red Bitcoin a través de un ataque del 51%. La verdadera amenaza radica en la capacidad de las computadoras cuánticas para derivar las claves privadas de las claves públicas de la red.

Las ineficiencias de las computadoras actuales mantienen relativamente seguras las claves privadas que generan las firmas de curvas elípticas. No valdría la pena el tiempo o los recursos para adivinar las claves privadas a través de la fuerza bruta.

Una computadora tradicional tendría que funcionar 2 ^128 o 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 operaciones básicas para derivar una clave privada de Bitcoin de una dirección pública.

Sin embargo, usando Algoritmo de Shor, una computadora cuántica significativamente grande necesita solo 128 ^3 o 2.097.152 operaciones para averiguar una clave privada. Eso es varios órdenes de magnitud menos, lo que hace que la tarea de averiguar las relaciones clave sea una posibilidad.

¿Qué tan jodido está Bitcoin?

La buena noticia: Bitcoin deberían estar bien. Las computadoras cuánticas que son lo suficientemente eficientes para calcular las relaciones clave de Bitcoin todavía faltan muchos años. Y las soluciones no son tan complicadas como parecen.

Direcciones únicas

La solución más simple, pero no tan factible, es usar cada dirección de Bitcoin una sola vez. Al seguir esta práctica, su dirección pública solo es visible entre el momento en que inicia su transacción y el momento en que ingresa a un bloqueo. Sin embargo, la gente rara vez cambia su dirección con cada transacción.

Cambio de algoritmo de firma

La solución recomendada es cambiar Bitcoin’s algoritmo de clave pública desde firmas de curvas elípticas hasta un algoritmo que es resistente a los cuánticos.

Firmas de Lamport son una sugerencia común para el reemplazo. Sin embargo, estas firmas son mucho más grandes que sus contrapartes de curva elíptica (unas 169 veces más grandes). Esta diferencia de tamaño dificulta la escalabilidad, incluso con la implementación de Lightning Network.

Además, las claves de firma de Lamport todavía tienen una cantidad limitada de uso antes de que necesite crear un nuevo par de claves. Este número puede incluso ser tan bajo como un uso.

Con cualquier cambio en el algoritmo de clave pública, también necesitaría bifurcar Bitcoin y hacer que todos los usuarios transfieran sus fondos al nuevo tipo de dirección. Cualquier fondo que se quede atrás estaría en riesgo de robo.

Nueva criptomoneda

Algunos equipos están construyendo su criptomoneda teniendo en cuenta la resistencia cuántica.

IOTA, por ejemplo, utiliza firmas únicas de Winternitz para crear pares de claves. Esta estrategia hace que las direcciones sean inútiles casi instantáneamente después de enviar fondos, dejando su dirección susceptible a un ataque cuántico durante unos segundos como máximo.

los Nexo El equipo anuncia su cadena de bloques 3D como la «primera cadena de bloques verdaderamente resistente a los cuánticos». Actualiza y oculta sus claves después de cada transacción con un esquema que el equipo llama «cadenas de firmas».

Otro proyecto, Hcash aplica firmas BLISS para evitar la computación cuántica.

Sin embargo, estos proyectos no están solos en su lucha contra la computación cuántica. Aunque no escuchas mucho sobre la resistencia cuántica en asociación con otros proyectos, todavía están trabajando en ello. Ethereum, por ejemplo, tiene propuestas eso permitiría diferentes tipos de algoritmos de firma para cada usuario.

Con las computadoras cuánticas de alta potencia aún a años de distancia, la mayoría de los proyectos deberían tener mucho tiempo para construir sus defensas. Para que pueda descansar tranquilo por la noche sabiendo que Bitcoin debería estar aquí para quedarse.