A criptografia Blockchain está no cerne do que mantém as criptomoedas e outros ativos digitais protegidos contra hackers e outros ataques cibernéticos. A criptografia de chave pública fornece a cada usuário uma chave pública e privada, que são extremamente difíceis de adivinhar por meio de ataques de força bruta, pelo menos usando os recursos de computação atuais. No entanto, os desenvolvimentos na computação quântica tornarão os ataques de força bruta muito mais fáceis no futuro.

Aqui, daremos uma olhada em profundidade em como um computador quântico poderia atacar com sucesso a criptografia blockchain existente. Considerando que alguns projetos já estão avançando, também veremos como as cadeias de blocos podem ser protegidas contra máquinas quânticas.

Como um computador quântico pode quebrar a criptografia de blockchain?

O Blockchain usa criptografia de chave pública, onde cada usuário recebe uma chave pública e privada para proteger seus ativos digitais. Essas chaves são geradas usando um método criptográfico chamado fatoração de números primos, que é a espinha dorsal de toda criptografia moderna.

O princípio matemático por trás da fatoração de números primos é que qualquer número, não importa quão grande, pode ser produzido pela multiplicação de números primos. É relativamente fácil produzir qualquer número usando números primos. No entanto, é muito mais difícil reverter o processo e descobrir quais números primos foram multiplicados para produzir um determinado valor quando os números se tornam grandes. Esta reversão é chamada de fatoração de números primos.

Fatoração de número primo na criptografia de blockchain

Fatorar números primos é fácil com valores menores, mas quase impossível com números grandes. Crédito da imagem: varsitytutors.com

Criptografia de chave e fatoração de número principal

A criptografia de blockchain depende da fatoração de números primos para vincular as chaves pública e privada. Os fatores de número primo da chave pública são os que formam a chave privada. Como os computadores de hoje, mesmo usando as vantagens das redes, não podem fatorar a chave privada, nossos ativos digitais podem permanecer protegidos contra invasores.

Por exemplo, em 2009, os pesquisadores usaram uma rede de computadores para tentar fatorar um número de 232 dígitos. Demorou o equivalente a 2.000 anos para um único computador lançar tal ataque. Os especialistas em segurança de computador, no entanto, consideraram que esse era um risco inaceitável. Assim, os padrões de criptografia atuais usam números primos com 309 dígitos de comprimento.

Os computadores quânticos são capazes de realizar muito mais milhares de cálculos por segundo do que os computadores de hoje, mesmo levando em consideração o efeito de rede. As máquinas quânticas ainda estão em um estágio relativamente inicial de desenvolvimento. No entanto, acredita-se que, na próxima década, os computadores quânticos se tornarão suficientemente poderosos para quebrar a criptografia blockchain existente.

Computação quântica IBM

A IBM é apenas uma das empresas que desenvolve computadores quânticos poderosos. Crédito da imagem: IBM

Portanto, um dos desafios para a comunidade de desenvolvedores do blockchain é garantir que os blockchains existentes sejam resilientes o suficiente para resistir aos ataques dos computadores quânticos do futuro.

A ameaça específica da computação quântica ao blockchain

Como toda a cibersegurança atual depende de criptografia usando fatoração de números primos, o advento da computação quântica não é apenas uma ameaça à criptografia de blockchain. Isso tem implicações em toda a Internet e em todos os computadores conectados. No entanto, entidades centralizadas controlam praticamente todos os sites e redes fora do blockchain. Portanto, não é um problema significativo implementar uma atualização na rede ou no site.

Por outro lado, redes descentralizadas controlam blockchains. A descentralização significa que todos os computadores da rede devem concordar com a atualização ao mesmo tempo para que a atualização se torne ativa. Não só isso, mas porque a ameaça quântica à criptografia de blockchain é específica para as chaves públicas e privadas, todas as carteiras precisarão ser atualizadas para o novo software para garantir a resistência quântica.

O pior mercado baixista da história futura?

Acredita-se que Satoshi Nakamoto possua cerca de um milhão de Bitcoins, sem mencionar sua fortuna com os muitos garfos rígidos de Bitcoins ao longo dos anos. Se a rede Bitcoin forçar uma atualização para garantir a resistência quântica, e Satoshi não atualizar suas carteiras BTC para o novo protocolo, suas carteiras se tornarão vulneráveis ​​à ameaça quântica. Assim, mesmo se todos os outros detentores de BTC atualizarem suas carteiras, um ataque quântico ainda pode ver um milhão de BTC de Satoshi roubado e vendido no mercado de uma só vez.

Pior ainda, não são apenas as baleias que estão em risco. Afinal, qualquer um que esteja conscientemente sentado na cripto-riqueza estará ansioso para atualizar o mais rápido possível. No entanto, pensa-se que em torno quatro milhões de BTC são perdidos devido a seus usuários perderem suas chaves privadas. Alguém roubando e depois vendendo este volume de criptografia em um curto espaço de tempo pode ter um efeito devastador nos mercados.

Portanto, o desenvolvimento de criptografia em blockchain resistente ao quantum não é necessariamente o problema. A implementação em milhares ou mesmo milhões de carteiras torna-se o verdadeiro desafio.

Protegendo a criptografia Blockchain contra a ameaça quântica

A maioria das pessoas ainda pensa que a ameaça quântica está a vários anos de distância, talvez até mais de uma década. No entanto, o cenário acima ilustra por que é vital que os desenvolvimentos na criptografia blockchain já comecem a considerar a resistência quântica como uma medida de precaução.

Assinaturas únicas com hash criptográfico

Razão Resistente Quantum (QRL) não é um dos maiores projetos de blockchain que existem. No entanto, seu único caso de uso é garantir criptografia em blockchain resistente ao quantum. O projeto funciona a partir do princípio de que os prazos de previsão sobre os avanços na tecnologia quântica podem ser falíveis. Por este motivo, já devemos começar a nos preparar para a eventualidade de que os desenvolvimentos quânticos possam chegar mais cedo do que pensamos.

Captura de tela QRL

A página inicial QRL

O blockchain QRL acaba com a fatoração de números primos para a criptografia do blockchain. Em vez disso, ele usa Esquemas de Assinatura de Merkle Estendidos (XMSS), que é um modelo complexo. No entanto, em princípio, envolve a geração de pares de chaves usando hashing criptográfico. Este é o mesmo conceito de hash de um bloco em um blockchain para proteger o conteúdo.

Esses pares de chaves são para uso único e são agregados usando uma árvore Merkle. Usando a criptografia de blockchain baseada em hash em vez da fatoração de números primos, as assinaturas se tornam muito mais complicadas para a força bruta. Este hashing os torna resistentes a ataques quânticos.

A blockchain do Nexus usa outro mecanismo ao lidar com transações, chamadas cadeias de assinatura. O Nexus faz o hash da chave pública para que, embora seja visível no blockchain, não seja legível.

O hash da chave pública então gera uma chave privada única como uma assinatura de autorização para a transação. Posteriormente, a carteira cria automaticamente um novo par de chaves pública / privada para a próxima transação, junto com um endereço de envio ou recebimento para a transação atual. Dessa forma, as chaves de transação são separadas do endereço, tornando-o mais seguro contra ataques quânticos. Embora isso ainda não seja 100 por cento à prova quântica, a Nexus planeja atualizações futuras em sua infraestrutura que devem garantir um melhor grau de resistência quântica.

Conclusão

Apesar de a ameaça ainda estar um pouco distante, a criptografia de blockchain enfrenta alguns desafios exclusivos da computação quântica. A comunidade de desenvolvedores está muito ciente da ameaça. Daí a introdução de soluções inovadoras como as aqui listadas. A implementação desses tipos de soluções provará ser a parte mais desafiadora da prova quântica das principais cadeias de blocos, como Bitcoin e Ethereum.

No entanto, a comunidade de desenvolvedores do blockchain é totalmente criativa. Será fascinante ver algumas das ideias que surgem do desafio quântico. Além disso, descubra quais dessas ideias acabarão evoluindo para as soluções mais resilientes.

Imagem em destaque cortesia da Pixabay

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me