Criptomoeda e computação quântica – um medo exagerado?

A sombra iminente da computação quântica ainda paira sobre a comunidade criptográfica, mas é uma ameaça real ou apenas um arenque vermelho?

A criptografia é a base de grande parte da nossa vida moderna e uma ferramenta essencial para criptomoedas. Se essa criptografia fosse quebrada, seria impossível para os mineradores protegerem o blockchain; transações podem ser forjadas e o grande empreendimento blockchain pode parar.

Por enquanto, é inviável para supercomputadores quebrar o blockchain. No entanto, um avanço na computação quântica pode representar uma ameaça existencial. É hora de vender suas participações em criptomoedas ou continue como de costume?

Como os computadores quânticos são diferentes?

Os supercomputadores existentes são capazes de processar quantidades incríveis de dados, mas são limitados pelas propriedades fundamentais dos computadores. Todos os computadores existentes processam dados como bits (1s e 0s) e são forçados a processá-los individualmente.

Isso significa que cálculos complicados devem ser resolvidos diretamente realizando todos os cálculos necessários. Com a criptografia, cada etapa do quebra-cabeça deve ser resolvida para decifrar o código. Isso levaria muito tempo para valer a pena.

Os computadores quânticos são um divisor de águas. Eles são projetados para capturar Qubits em um estado estável e tirar proveito de duas propriedades únicas da física quântica para processar dados na velocidade da luz:

• Sobreposição: Ao contrário dos bits, que são fixos, os Qubits podem conter todas as combinações possíveis de 1 e 0 simultaneamente. Isso permite que vários qubits processem um número enorme de resultados diferentes ao mesmo tempo. À medida que mais qubits são adicionados, o poder de processamento de um computador quântico cresce exponencialmente. Isso significa que mesmo pequenas melhorias podem ter um impacto desproporcional.
• Emaranhamento: Esse efeito é ainda mais poderoso quando um computador quântico gera qubits que estão emaranhados. Isso torna possível alterar o estado de um qubit e alterar previsivelmente os estados de todos os outros qubits com os quais ele está emaranhado. Isso permite que vários qubits funcionem em paralelo, aumentando significativamente o poder de processamento de cada qubit individual.

As ramificações de um computador alcançando a supremacia quântica, ou a capacidade de superar consistentemente os computadores tradicionais, seriam enormes. Isso ajudaria a impulsionar a pesquisa por décadas e poderia ser o próximo trampolim no desenvolvimento humano. Mas também pode tornar a criptografia obsoleta da noite para o dia.

A maioria das principais blockchains depende do ECDSA (Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica). Isso permite que os blockchains criem um arquivo aleatório de 256 bits chave privada e uma chave pública vinculada que pode ser compartilhada com terceiros sem revelar essa chave privada.

Teoricamente, seria trivial para um computador quântico desvendar a relação entre essas chaves, o que poderia permitir que uma carteira fosse hackeada e os fundos liquidados.

Outro problema é que um computador quântico poderia dominar as redes tradicionais de consenso de Proof of Work (PoW) e cometer um ataque de 51%. Isso permitiria assumir o controle de um blockchain e aprovar blocos fraudulentos.

Podemos estar a décadas de distância dos computadores quânticos

Apesar do potencial dos computadores quânticos, eles provavelmente não devem ser o evento inovador que alguns estão prevendo. O Google afirmou alcançar a supremacia quântica, mas, na verdade, o algoritmo que eles usaram não tinha propósito prático. Em essência, todos os computadores quânticos existentes são apenas uma prova de conceitos e ainda precisamos usá-los para resolver um problema do mundo real, como quebrar a criptografia.

Mesmo se nós do conseguir encontrar um avanço e alcançar a verdadeira supremacia quântica, os problemas de escalabilidade podem impedir que os computadores quânticos sejam úteis fora de um ambiente de laboratório. Com o efeito de descoerência, mesmo pequenas vibrações ou mudanças de temperatura podem fazer com que um computador quântico falhe. Isso os tornaria inúteis na grande maioria dos cenários e difíceis de serem adquiridos por maus atores, quanto mais usados.

A outra grande incógnita é a rapidez com que a computação quântica pode avançar. A Lei de Moore sugere uma duplicação da contagem de transistores a cada dois anos. Mas isso não se aplica necessariamente aos computadores quânticos.

Dada a complicada eletrônica usada em máquinas quânticas, é provável que encontremos obstáculos significativos ao tentar expandir a capacidade. Podemos estar limitados a máquinas com um pequeno número de qubits. Em suma, mesmo que nós do construir um computador quântico, ele pode não ser capaz de fazer nada de útil por décadas.

E se houver um salto de computação quântica?

Para fins de argumentação, vamos supor que o Google encontre uma técnica inovadora para conter qubits nos próximos 6 meses. Isso permite que a empresa construa um computador quântico escalável. E através de uma série de eventos infelizes, cai nas mãos de um mau ator. Isso prejudicaria a criptomoeda para sempre?

Mesmo que esse conjunto totalmente improvável de eventos acontecesse, pode não ser o evento apocalíptico que alguns estão prevendo. Vamos começar com o risco de as chaves privadas da carteira sofrerem engenharia reversa.

Existente melhores práticas estipulam que uma carteira deve ser usada uma vez e, em seguida, todos os tokens devem ser retirados para uma carteira offline ou armazenamento a frio.

Até mesmo um computador quântico precisaria de algum tempo para quebrar uma chave privada da carteira BTC. No momento, isso certamente seria mais longo do que o média de 9 minutos uma transação Bitcoin leva. Isso significa que, se um usuário estiver seguindo as práticas estabelecidas, qualquer invasor deverá encontrar apenas carteiras vazias.

Deve-se notar que um computador quântico suficientemente poderoso poderia, teoricamente, quebrar a criptografia existente do Bitcoin antes que uma transação fosse concluída. No entanto, isso é improvável, mesmo a médio prazo.

O efeito dos computadores quânticos no consenso de Proof of Work (PoW) é um pouco mais complicado.

Um computador quântico precisará de tempo para execute todos os seus cálculos antes de chegar a uma conclusão. Enquanto isso, todos os mineradores tradicionais estão tentando ativamente cada combinação, então o minerador quântico terá que esperar que ninguém mais tenha encontrado a solução. Além disso, o custo de executar um computador quântico pode superar os ganhos de simplesmente executar um grande número de computadores tradicionais em paralelo.

Embora esse argumento forneça algum conforto, nem todos procurarão minerar criptomoedas por razões econômicas. Se um mau ator fosse capaz de usar computadores quânticos para controlar 51% da rede de forma consistente, eles poderiam usar isso para deslegitimar completamente o Bitcoin e outras criptomoedas. Atualmente, não haveria defesa contra esse tipo de “ator irracional” que busca prejudicar a tecnologia blockchain por motivos fora do lucro direto.

O que o mundo das criptomoedas está fazendo para se proteger contra a computação quântica?

Embora a ameaça dos computadores quânticos esteja distante, muitas organizações estão levando isso a sério. Em 2016, o NIST lançou um concurso para desenvolver novos padrões de criptografia projetados para serem resistentes ao quantum. Esses novos padrões podem ser implementados em projetos de criptomoeda existentes usando hard forks. Assim, eles podem ajudar a tornar o blockchain à prova quântica antes que os computadores quânticos se tornem amplamente disponíveis.

Há também vários projetos trabalhando em maneiras de blockchains específicos à prova de quantum. Um dos candidatos mais óbvios é o Ledger de Quantum Resistant (QRL) que é a primeira implementação no mundo real do eXtended Merkle Signature Scheme (XMSS). Essa assinatura baseada em hash deve ser significativamente mais difícil para um computador quântico quebrar do que os métodos de criptografia existentes.

Mesmo as principais criptomoedas estão levando a ameaça a sério. Os desenvolvedores do Ethereum já declararam que vão se afastar do ECDSA de vulnerabilidade quântica métodos de criptografia no Ethereum 2.0. Os desenvolvedores estão brincando com várias abordagens que podem ajudar a reforçar as defesas quânticas da criptomoeda.

No entanto, as soluções da Ethereum, incluindo a tão esperada mudança para Proof of Stake (PoS), ainda não resolvem o problema das chaves privadas que sofrem engenharia reversa. Mesmo ao apostar uma criptomoeda, um usuário ainda precisa revelar seu endereço público para obter acesso. Isso os deixa vulneráveis ​​a um ataque de computador quântico.

Empresa de criptografia Particl acredita que tem a solução: estaqueamento a frio. Essa abordagem usa endereços de várias assinaturas, permitindo que você use um computador de staking dedicado conectado à sua carteira móvel. A máquina transmite uma chave pública diferente da sua chave de carteira móvel e é quase impossível vincular de volta a ela. É semelhante aos serviços de autenticação de dois fatores oferecidos por muitos produtos de tecnologia hoje.

A ideia é mais assustadora que a realidade

Deixando de lado os aspectos práticos no momento, a verdadeira ameaça da computação quântica é a reação do mercado. A maioria dos investidores em criptomoedas (e vamos ser sinceros, jornalistas) realmente não entende de computação quântica. Se, e é um grande se, conseguirmos um computador quântico escalável viável na próxima década, os especialistas cairão em um frenesi de medo e manchetes prevendo a morte da criptomoeda.

Essa reação pode ser mais prejudicial à criptografia do que os próprios computadores quânticos. Isso pode desencadear uma venda massiva e minar a reputação da criptomoeda. Com isso em mente, é importante que a comunidade criptográfica tome medidas razoáveis ​​para neutralizar os computadores quânticos.

É igualmente importante que a própria comunidade leve tempo para entender as realidades da computação quântica. O que pode fazer, e o que não pode fazer. Os computadores quânticos certamente mudarão o mundo, mas com um pouco de preparação e muito bom senso, eles não significarão o fim da criptomoeda como a conhecemos.

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