Intervenção governamental, baixa usabilidade, altas taxas de rede – qual delas representa a ameaça mais significativa para o Bitcoin? A resposta pode ser nenhum deles.

Embora a rede Bitcoin seja incrivelmente segura sob as condições atuais dos computadores, há uma ameaça ainda maior pairando sobre a cabeça. Os computadores quânticos têm o potencial de tornar obsoletas as medidas de segurança do Bitcoin, destruindo efetivamente a criptomoeda que já foi dominante.

O que é Quantum Computing?

Simplificando, um computador quântico é um supercomputador mantida em temperaturas próximas do zero absoluto (-459,67 ° F). A esta temperatura, as partículas subatômicas no processador do computador agem de maneiras que não são possíveis em condições normais.

Ao contrário da crença popular, os computadores quânticos não são necessariamente mais rápidos do que os tradicionais. Então, infelizmente, eles não vão melhorar a velocidade do seu stream Netflix.

Mas as anomalias quânticas que ocorrem em temperaturas de congelamento Faz permitem que eles realizem cálculos que são teoricamente impossíveis para computadores comuns executarem em um período de tempo aceitável. Alguns casos de uso desses cálculos incluem a simulação de moléculas, dobramento de proteínas e otimização logística.

Mas como exatamente um computador quântico consegue isso?

Infográfico de Quantum Computing

Dentro de um computador quântico. Crédito: IBM Research

Superposicionamento e Emaranhamento

Os computadores quânticos têm duas propriedades que lhes dão a capacidade de realizar cálculos complexos em uma taxa eficiente. O primeiro é sobreposição.

Os computadores tradicionais armazenam informações como uma série de 0 e 1. Os computadores quânticos, por outro lado, armazenam seus dados usando um conjunto de qubits – superposições de 0 e 1. Os qubits existem efetivamente em dois estados ao mesmo tempo.

Quando você conecta esses qubits em um sistema, o número de estados cresce exponencialmente. Um qubit tem dois estados, dois têm quatro estados, quatro têm oito e assim por diante. O número de estados segue diretamente a equação:

# de estados = 2n onde “n” é o número de qubits.

A segunda propriedade dos computadores quânticos é emaranhamento. Quando dois qubits estão emaranhados um com o outro, medir o valor de um qubit também informará automaticamente o valor do outro qubit. Enredar todos os qubits sobrepostos de um computador quântico dará a você todos os estados possíveis envolvidos.

Como a computação quântica afeta o bitcoin?

Os computadores quânticos são excepcionalmente habilidosos para resolver cálculos criptográficos. Para entender completamente a ameaça que isso representa para o Bitcoin (e outras criptomoedas), devemos primeiro refazer as chaves públicas, as chaves privadas e como o Bitcoin liga as duas.

Uma atualização rápida de bitcoin

Cada carteira Bitcoin possui uma chave privada e uma chave pública. Sua chave pública é o endereço da carteira para o qual você recebe fundos e é criada a partir de sua chave privada. Sua chave privada é efetivamente a “senha” de que você precisa para enviar fundos.

Para enviar fundos, especificamente bitcoin, você assina cada transação usando um esquema de assinatura de curva elíptica. Este esquema prova a outros que você possui a chave privada sem ter que transmitir o que é. A matemática por trás deste esquema também torna fácil criar uma chave pública a partir de uma privada, enquanto fazer o inverso é quase impossível.

Isso pode mudar em breve, porém, com os computadores quânticos.

Cálculos Quânticos

Um equívoco comum: Um computador quântico pode fornecer potência de hash suficiente para realizar um ataque de 51% na rede Bitcoin.

A realidade: Os mineiros ASIC são, e serão por pelo menos dez anos, muito mais eficientes na mineração do que os computadores quânticos. Há pouco ou nenhum risco de um computador quântico sabotando a rede Bitcoin por meio de um ataque de 51%. A verdadeira ameaça reside na capacidade dos computadores quânticos de ridicularizar as chaves privadas das chaves públicas da rede.

As ineficiências dos computadores de hoje mantêm as chaves privadas que as assinaturas de curvas elípticas geram relativamente seguras. Não valeria a pena o tempo ou recursos para adivinhar as chaves privadas por meio de força bruta.

Um computador tradicional precisaria funcionar 2 ^128 ou 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 operações básicas para derivar uma chave privada Bitcoin de um endereço público.

No entanto, usando Algoritmo de Shor, um computador quântico significativamente grande precisa apenas 128 ^3 ou 2.097.152 operações para descobrir uma chave privada. Isso é várias ordens de magnitude a menos, tornando a tarefa de descobrir relacionamentos-chave uma possibilidade.

Quão parafusado está o Bitcoin?

A boa notícia: Bitcoin deve Fique bem. Os computadores quânticos que são eficientes o suficiente para calcular as relações-chave do Bitcoin ainda estão muitos anos à frente. E as soluções não são tão complicadas quanto podem parecer.

Endereços Únicos

A solução mais simples, mas não tão viável, é usar cada endereço Bitcoin apenas uma vez. Ao seguir esta prática, seu endereço público só é visível entre o momento em que você inicia sua transação e quando ele entra em um bloco. As pessoas raramente mudam de endereço a cada transação, embora.

Alteração do algoritmo de assinatura

A solução recomendada é mudar o Bitcoin algoritmo de chave pública de assinaturas de curvas elípticas a um algoritmo que é resistente ao quantum.

Assinaturas Lamport são uma sugestão comum para a substituição. No entanto, essas assinaturas são muito maiores do que suas contrapartes da curva elíptica (cerca de 169 vezes maiores). Essa diferença de tamanho dificulta a escalabilidade, mesmo com a implementação da Lightning Network.

Além disso, as chaves de assinatura Lamport ainda têm uma quantidade limitada de uso antes que você precise criar um novo par de chaves. Este número pode até ser tão baixo quanto um uso.

Com qualquer alteração no algoritmo de chave pública, você também precisaria fazer um soft fork do Bitcoin e fazer com que todos os usuários transferissem seus fundos para o novo tipo de endereço. Quaisquer fundos deixados para trás correm o risco de roubo.

Nova criptomoeda

Algumas equipes estão construindo sua criptomoeda com a resistência quântica em mente.

IOTA, por exemplo, usa assinaturas de Winternitz únicas para criar pares de chaves. Esta estratégia torna os endereços inúteis quase instantaneamente após o envio de fundos, deixando seu endereço suscetível a ataques quânticos por no máximo alguns segundos.

O Nexo equipe anuncia seu blockchain 3D como o “primeiro blockchain verdadeiramente resistente ao quantum.” Ele atualiza e obscurece suas chaves após cada transação com um esquema que a equipe chama de “cadeias de assinaturas”.

Outro projeto, Hcash aplica assinaturas BLISS para evitar a computação quântica.

O Futuro da Computação Quântica & Resistência

No entanto, esses projetos não estão sozinhos em sua luta contra a computação quântica. Mesmo que você não ouça muito sobre resistência quântica em associação com outros projetos, eles ainda estão trabalhando nisso. Ethereum, por exemplo, tem propostas que permitiria diferentes tipos de algoritmos de assinatura para cada usuário.

Com computadores quânticos de alta potência ainda a anos de distância, a maioria dos projetos deve ter muito tempo para construir suas defesas. Então você pode descansar à noite sabendo que o Bitcoin deveria estar aqui para ficar.

Mike Owergreen Administrator
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