Incluso cuando blockchain emerge como una innovación novedosa, los activos digitales, como las criptomonedas y los tokens no fungibles (NFT), junto con todo el ecosistema de aplicaciones descentralizadas (DApps) impulsado por ella, enfrentan los desafíos que presenta la computación cuántica. La computación cuántica, que avanza a un ritmo rápido, utiliza los principios de la mecánica cuántica para forjar computadoras capaces de resolver problemas considerados demasiado complejos para las classic o binarias.
Comercializadas como la próxima era de la informática, destinada a superar a las supercomputadoras (que son computadoras classic que exhiben un rendimiento significativamente superior en comparación con las computadoras convencionales), las computadoras cuánticas tienen el potencial de cuestionar las normas de seguridad existentes debido a su dominio computacional. Su capacidad para resolver problemas muy complejos también podría poner en peligro la percepción predominante de la inmutabilidad de la tecnología blockchain.
La computación cuántica, con su potencial para desestabilizar los protocolos de seguridad digital, podría ayudar a entidades maliciosas a orquestar ataques a criptomonedas y diversas aplicaciones blockchain, a pesar de que la tecnología aún se encuentra en sus fases iniciales de desarrollo.
En consecuencia, resulta imperativo comprender qué hace que las computadoras cuánticas sean inmensamente potentes y discernir cómo podrían poner en peligro las aplicaciones impulsadas por blockchain en el futuro. A medida que el ecosistema criptográfico global se tambalea al borde de la aceptación generalizada, los desarrolladores y empresarios deben navegar por territorios inexplorados relacionados con los algoritmos criptográficos e innovar para mitigar las amenazas que emanan de la computación cuántica.
Los principios de funcionamiento de una computadora cuántica
La principal diferencia entre las computadoras cuánticas y sus contrapartes classic o binarias reside en su enfoque para utilizar estados para representar números en cálculos complejos. Las computadoras Classic emplean bits para codificar información en forma binaria (0 o 1), mientras que las computadoras cuánticas aprovechan los bits cuánticos, o “qubits”, explotando propiedades como la superposición cuántica y el entrelazamiento para representar simultáneamente múltiples estados.
Considere el ejemplo básico de representar un número entre 0 y 255. Las computadoras Classic requieren ocho bits para representar cualquier número dentro de este rango. Por el contrario, una computadora cuántica puede representar los 256 números a la vez usando ocho qubits.
Esta característica permite a las computadoras cuánticas considerar numerosas combinaciones y ejecutar cálculos complejos a una velocidad que supera con creces las capacidades incluso de las supercomputadoras más avanzadas. Al utilizar elementos superconductores que exhiben una resistencia extremadamente baja al flujo tron cuando se enfrían a temperaturas bajo cero, las computadoras cuánticas poseen inherentemente sensibilidad al calor, las ondas electromagnéticas e incluso la exposición al aire, lo que conduce a pérdidas computacionales en entornos subóptimos.
Por lo tanto, la próxima era de la informática bien puede estar situada entre las capacidades de las computadoras classic actuales y las computadoras cuánticas avanzadas, a menos que se materialicen avances significativos en la creación de computadoras cuánticas adecuadas para el uso común.
IBM ha diseñado su Quantum System One, un sistema de computación cuántica integrado que cuenta con un procesador de 127 qubit. Sin embargo, con la computación cuántica avanzando a un ritmo vertiginoso, la realización de una computadora cuántica de 1.000 qubits no está fuera de alcance.
IBM prevé presentar un procesador de computadora cuántica de 1.121 qubit para 2023, que se espera que haga factibles las aplicaciones a escala industrial y proporcione una capacidad computacional que supere ampliamente a la de la supercomputadora más potente del mundo.
¿Es la criptomoneda susceptible a los ataques de computación cuántica?
Anticipando la aparición en el mercado de dispositivos de computación cuántica pura, es probable que la inminente ola de computación sea impulsada por supercomputadoras cuánticas aumentadas, que fusionan flujos de trabajo cuánticos y classic .
Dichos dispositivos podrían poseer una capacidad computacional que oscila entre 50 y 1000 qubits, particularmente a la luz de la presentación del IBM Quantum Osprey de 433 qubit el 9 de noviembre de 2022, menos de un año después del debut del procesador Eagle de 127 qubit.
Dado el considerable poder de las computadoras cuánticas actuales y su disponibilidad restringida, uno podría deducir fácilmente que aún queda mucho tiempo antes de que las computadoras cuánticas representen una amenaza tangible para las criptomonedas.
A pesar del abundante potencial presentado, lograr una ventaja cuántica seguirá siendo difícil de alcanzar a menos que se diseñen técnicas avanzadas para la supresión de errores y se mejoren las velocidades computacionales sin los problemas que esto conlleva.
Incluso explorando el escenario en el que la computación cuántica logra superar la criptografía que sustenta a las criptomonedas, se necesitaría una cantidad tan tronómica de poder computacional para instigar un ataque de almacenamiento, en el que las direcciones de billetera con una clave pública están dirigidas a robar los fondos adjuntos tron Para una cadena de bloques como la Ethereum , ejecutar un ataque de almacenamiento de este tipo requeriría más de 10 millones de qubits de potencia computacional.
En el caso de un ataque de tránsito, en el que un actor malévolo emplea una enorme potencia de computación cuántica para secuestrar el control de las transacciones dentro del tiempo del bloque, la escala es significativamente mayor ya que implica apuntar a todos los nodos. Sin embargo, dado el imperativo de realizar el ataque antes de agregar un nuevo bloque a la red blockchain, los atacantes están limitados a unos minutos para Bitcoin y varios segundos para Ethereum para realizar un ataque de tránsito.
Al requerir miles de millones de qubits de potencia de computación cuántica para implementar con éxito un ataque de este tipo, los desarrolladores de blockchain cuentan con el tiempo adecuado para concebir e implementar nuevos algoritmos de firma criptográfica que sean inmunes a los ataques cuánticos.
¿ Bitcoin corre riesgo de robo de computadoras cuánticas?
Romper el cifrado que protege Bitcoin requeriría un inmenso despliegue de potencia de computación cuántica, todo bajo la coordinación de una única entidad que orqueste el robo.
Investigadores de la Universidad de Sussex indican que se necesitaría una computadora cuántica, con 1.900 millones de qubits de potencia de procesamiento, para infiltrarse en la red Bitcoin en un lapso de 10 minutos. Esta situación implica que los piratas informáticos necesitarían movilizar millones de computadoras cuánticas, un escenario aparentemente inverosímil en un futuro inminente.
Si se implementa con una potencia informática reducida, ejecutar un ataque alargaría exponencialmente el tiempo requerido, brindando amplias oportunidades para desactivar los nodos afectados y rehabilitar la red. Si bien un ataque de almacenamiento parece más concebible, las criptomonedas, incluido Bitcoin , inevitablemente necesitarán modificar el protocolo blockchain subyacente para contrarrestar tales eventualidades.
Aunque esta estrategia aún podría hacer que las billeteras Bitcoin sean vulnerables a futuros ataques, tales cambios son aparentemente más fáciles de implementar que introducir un nuevo algoritmo criptográfico. Bitcoin actualmente emplea el algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA), una metodología criptográfica que presenta algoritmos de firma y verificación separados que utilizan la clave privada, la clave pública y la firma de un usuario para garantizar que los fondos puedan ser gastados únicamente por ellos.
Sin embargo, las cadenas de bloques públicas exigen un consenso entre los usuarios importantes para aprobar cualquier modificación de sus protocolos, lo que significa que incluso efectuar cambios en el protocolo de Bitcoin puede requerir más tiempo del previsto. Reconociendo la necesidad de contar con software y soluciones criptográficas resistentes a los cuánticos, numerosos proyectos dentro del ámbito de las criptomonedas están persiguiendo dent este objetivo.
El futuro de Bitcoin , en una era en la que la computación cuántica ha permeado la corriente principal, probablemente requerirá una transición a un sistema de contabilidad más avanzado y resistente a los cuánticos, todo ello orquestado por un algoritmo criptográfico innovador.
¿La computación cuántica significa el fin de las criptomonedas?
Las computadoras cuánticas están destinadas a revolucionar varios sectores al ayudar en simulaciones moleculares, fomentar el desarrollo de materiales energéticamente eficientes y medicamentos más potentes y mejorar los catalizadores, beneficiando así potencialmente a numerosas industrias manufactureras.
A pesar de que el motivo fundamental detrás de las computadoras cuánticas es la resolución de los problemas más desconcertantes del mundo, estas máquinas podrían ser aprovechadas para desatar el caos en las cadenas de bloques públicas y las redes de criptomonedas por parte de entidades maliciosas.
Abordar la cuestión de la longevidad de blockchain frente a la computación cuántica requiere la evolución de la tecnología hacia un sistema de contabilidad resistente a lo cuántico en la próxima década. Esta evolución es imperativa principalmente porque las computadoras cuánticas podrían acumular suficiente potencia para atacar a las criptomonedas en los próximos 10 a 15 años.
Una posible solución radica en amplificar el tamaño de las claves, aunque aún no se ha determinado la viabilidad de duplicar perpetuamente los números de claves como contramedida contra el fortalecimiento perpetuo de las computadoras cuánticas.
Teorías criptográficas innovadoras, como la criptografía basada en retículas (donde el ruido matic se integra en el cifrado para desconcertar a una computadora cuántica) y algoritmos resistentes a los cuánticos, que se basan en problemas matic , están surgiendo como posibles caminos a seguir.
Esta última metodología está diseñada de tal manera que obstaculiza tanto a las computadoras classic como a las cuánticas, manteniendo así su relevancia y seguridad en ambos dominios computacionales. Independientemente de si las criptomonedas incorporan redes estructuradas o algoritmos basados en hash, el factor fundamental será superar perpetuamente las capacidades de las computadoras cuánticas.
Por lo tanto, si bien la computación cuántica no representa actualmente una amenaza directa para las criptomonedas en su forma actual, será necesario un esfuerzo unificado para marcar el comienzo de un conjunto de modificaciones que salvaguardarán las estructuras de gobernanza descentralizadas contra el peligro inminente de las supercomputadoras cuánticas.
¿Las computadoras cuánticas interrumpirán la minería PoW?
Numerosas criptomonedas predominantes, incluido Bitcoin , dependen de la minería de prueba de trabajo (PoW) para reforzar la seguridad de sus protocolos fundamentales de blockchain. El enfoque PoW requiere que los participantes de la red, denominados mineros, participen en una búsqueda competitiva para ser los principales solucionadores de intrincados matic matemáticos, validando así nuevas transacciones en la cadena de bloques. La criptomoneda, conocida como recompensas en bloque, se otorga al vencedor de este concurso computacional.
A su debido tiempo, una computadora cuántica podría acelerar exponencialmente la resolución de acertijos mineros en comparación con los aparatos mineros contemporáneos, permitiendo a quienes poseen capacidades de computación cuántica acumular recompensas mineras prolíficamente. Además, les permite dominar potencialmente el proceso de verificación de transacciones al apoderarse de una fracción predominante del poder computacional de la red, un escenario reconocido como un ataque del 51%.
Si bien algunos investigadores postulan que es posible que las computadoras cuánticas no ejecuten un ataque del 51% contra Bitcoin hasta al menos 2028, la evidencia emergente sugiere que tal evento podría ocurrir antes.
Conclusión
La intersección de la computación cuántica y la tecnología blockchain revela un nuevo campo de batalla en el ámbito de la ciberseguridad y los activos digitales. Las computadoras cuánticas, con su profunda destreza computacional, encarnan tanto un dent sin precedentes como un adversario potencial para las tecnologías blockchain y las criptomonedas. Si bien tienen el potencial de resolver algunos de los problemas más complejos en diversos campos, su capacidad para comprometer los sistemas criptográficos actualmente seguros es innegable.
En consecuencia, la supervivencia de blockchain y las criptomonedas en un futuro con dominio cuántico depende de la evolución proactiva de los algoritmos criptográficos y de los mecanismos de seguridad que sean resistentes a las formidables capacidades de las máquinas cuánticas. La próxima década exige un esfuerzo colectivo y serio por parte de los desarrolladores, criptógrafos y partes interesadas de la industria para innovar, adaptar y salvaguardar los activos digitales descentralizados contra las amenazas cuánticas emergentes, garantizando la viabilidad y seguridad sostenidas de las criptomonedas y las tecnologías blockchain en un futuro entrelazado con la computación cuántica. .
