A emergência quântica: a corrida do Ethereum contra o tempo

Ethereum se prepara contra ameaças quânticas. Como a comunidade reage à nova proposta de Buterin e quão real é o perigo?

O avanço exponencial da tecnologia de computação quântica representa um desafio assustador para as plataformas blockchain, minando potencialmente os protocolos de segurança que formam a base dessas redes, e o Ethereum (ETH) não é exceção. 

Em resposta a esta preocupação urgente, Vitalik Buterin, cofundador da Ethereum, liderou discussões sobre a Ethereum Research, com o objetivo de abordar e mitigar as vulnerabilidades que a computação quântica introduz no Ethereum.

Investigando a estratégia de Buterin 

Buterin prevê uma potencial “emergência quântica”, onde o advento das capacidades de computação quântica poderia levar ao roubo em grande escala de ativos Ethereum.

Para combater esta ameaça iminente, Buterin propôs uma abordagem multifacetada, começando com a implementação de um hard fork da rede Ethereum. 

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Visualização da estratégia de Buterin por um membro da comunidade | Fonte: Pesquisa Ethereum

Esse hard fork efetivamente rebobinaria a rede para um estado anterior à ocorrência de possíveis roubos, exigindo que os usuários adotassem um novo software de carteira projetado explicitamente para impedir ataques futuros.

No centro da estratégia de Buterin está a adoção de um novo tipo de transação descrito na Proposta de Melhoria Ethereum (EIP) 7560. Este tipo de transação aproveita técnicas criptográficas avançadas, incluindo assinaturas Winternitz e tecnologias de prova de conhecimento zero, como STARKs, com o objetivo de proteger as transações de ataques quânticos. ataques, protegendo as chaves privadas dos usuários contra exposição.

Além disso, Buterin defende a integração da abstração de contas ERC-4337 para carteiras de contratos inteligentes, aumentando a segurança ao evitar a exposição de chaves privadas durante o processo de assinatura. 

A abstração de conta atua como uma “carteira de contratos inteligentes”, permitindo que os usuários interajam com a rede Ethereum sem possuir suas chaves privadas ou sem precisar manter o Ether para custos de transação.

No caso de uma emergência quântica, os usuários que não executaram transações de suas carteiras Ethereum permaneceriam protegidos, já que apenas os endereços de suas carteiras são públicos. 

Buterin também sugeriu que a infraestrutura necessária para implementar o hard fork proposto poderia, teoricamente, iniciar o desenvolvimento imediatamente.

Reação da comunidade

A comunidade Ethereum está discutindo ativamente a proposta de Buterin para uma estratégia de hard fork para proteger o Ethereum de possíveis ataques quânticos. Este tópico despertou interesse e preocupação entre os membros.

Embora seja reconhecida a importância da preparação para as ameaças quânticas, há cepticismo sobre a eficácia destas medidas contra utilizadores mal-intencionados com acesso à computação quântica. DogeProtocol, um membro da comunidade, levantou questões sobre a identificação de titulares legítimos de contas versus invasores em cenários em que computadores quânticos podem invadir carteiras Ethereum.

DogeProtocol sugeriu o uso de algoritmos padronizados NIST combinados com algoritmos clássicos. No entanto, isso poderia levar a tamanhos de bloco maiores devido aos maiores tamanhos de assinatura e chave pública em muitos métodos pós-quânticos.

Outro membro da comunidade, nvmmonkey, recomenda uma estratégia preventiva. Eles sugerem a integração de um sistema de aprendizado de máquina na rede de nós da Ethereum para detectar transações grandes e suspeitas que possam indicar atividades inseguras, acionando protocolos de emergência como o fork de emergência Stark.

Riscos representados por computadores quânticos para blockchain

A tecnologia Blockchain, incluindo criptomoedas como Bitcoin e Ethereum, depende de algoritmos criptográficos como o Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica (ECDSA) para proteger as transações e manter a integridade do livro-razão distribuído. 

No entanto, os algoritmos quânticos, nomeadamente o algoritmo de Shor desenvolvido por Peter Shor em 1994, representam uma ameaça ao resolver potencialmente o problema do logaritmo discreto em curvas elípticas, que é a base para a segurança do ECDSA. 

Esta capacidade poderia permitir que um computador quântico falsificasse assinaturas digitais e, assim, controlasse quaisquer fundos associados a essas assinaturas.

Os computadores quânticos também poderiam minar outras práticas criptográficas dentro da tecnologia blockchain, incluindo o processo de hashing, que é fundamental para a mineração e a criação de novos blocos. 

Embora o hash (por exemplo, SHA-256 no Bitcoin) não seja quebrado diretamente pelo algoritmo de Shor, o algoritmo de Grover, outro algoritmo quântico, poderia teoricamente acelerar o processo de localização da pré-imagem de um hash, embora a aceleração seja menos dramática do que a de Shor para criptografia .

Salto quântico: estamos preparados?

Embora os actuais computadores quânticos ainda não sejam capazes de quebrar o ECDSA numa escala prática, o rápido ritmo do progresso sugere que a ameaça poderá tornar-se real nos próximos anos. O Google planeja construir um computador quântico capaz de lidar com extensos cálculos comerciais e científicos sem erros até 2029.

A IBM apresentou recentemente o “IBM Quantum Heron”, seu processador quântico mais avançado. Este processador se destaca pelo alto desempenho e baixas taxas de erro. A IBM também revelou o IBM Quantum System Two, um novo computador quântico modular. Este sistema, já em funcionamento em Nova Iorque, foi concebido para lidar com cálculos científicos e empresariais complexos.

A ameaça quântica à criptografia atual é um fato amplamente reconhecido pelos pesquisadores. Há uma ênfase crescente no desenvolvimento e implementação de algoritmos criptográficos resistentes a quânticos ou pós-quânticos.

Por exemplo, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) iniciou um processo para avaliar e padronizar algoritmos criptográficos de chave pública resistentes a quantum. Estes poderão ser passos cruciais para manter a segurança e a resiliência da blockchain e de outras infraestruturas digitais face à computação quântica.

À medida que as capacidades dos computadores quânticos evoluem, o envolvimento colaborativo de investigadores, programadores e decisores políticos tornar-se-á essencial.

Ao priorizar o desenvolvimento e a integração de soluções criptográficas resistentes ao quantum, a comunidade blockchain pode proteger informações confidenciais, preservar a confiança digital e garantir a viabilidade contínua do blockchain na era quântica.

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Fonte: https://crypto.news/the-quantum-emergency-ethereums-race-against-time/