Sebbene la tecnologia blockchain stia emergendo come una nuova innovazione, le risorse digitali, come le criptovalute e i token non fungibili (NFT), insieme all'intero ecosistema di applicazioni decentralizzate (DApp) da essa guidato, si trovano ad affrontare le sfide poste dal calcolo quantistico. Il calcolo quantistico, in rapida evoluzione, utilizza i principi della meccanica quantistica per creare computer in grado di risolvere problemi considerati troppo complessi per classiccomputer binari o basati su algoritmi matematici.
Presentati come l'era futura dell'informatica, destinati a superare i supercomputer (i classiccomputer AI con prestazioni significativamente superiori rispetto ai computer convenzionali), i computer quantistici hanno il potenziale per mettere in discussione gli attuali standard di sicurezza grazie al loro predominio computazionale. La loro capacità di risolvere problemi altamente complessi potrebbe anche mettere a repentaglio la percezione prevalente dell'immutabilità della tecnologia blockchain.
L'informatica quantistica, con il suo potenziale di destabilizzare i protocolli di sicurezza digitale, potrebbe aiutare entità malintenzionate a orchestrare attacchi alle criptovalute e a varie applicazioni blockchain, nonostante la tecnologia sia ancora nelle sue fasi iniziali di sviluppo.
Di conseguenza, comprendere cosa rende i computer quantistici immensamente potenti e capire come potrebbero compromettere le applicazioni basate su blockchain in futuro diventa fondamentale. Mentre l'ecosistema crittografico globale è sull'orlo dell'accettazione da parte del grande pubblico, sviluppatori e imprenditori devono esplorare territori inesplorati per quanto riguarda gli algoritmi crittografici e innovare per mitigare le minacce provenienti dal calcolo quantistico.
I principi di funzionamento di un computer quantistico
La principale differenza tra i computer quantistici e le loro controparti classicbasate sull'intelligenza artificiale o binarie risiede nel loro approccio all'utilizzo degli stati per rappresentare numeri in calcoli complessi. I computer Classicbasati sull'intelligenza artificiale impiegano bit per codificare le informazioni in forma binaria (0 o 1), mentre i computer quantistici sfruttano i bit quantistici, o "qubit", sfruttando proprietà come la sovrapposizione quantistica e l'entanglement per rappresentare simultaneamente più stati.
Consideriamo l'esempio base della rappresentazione di un numero compreso tra 0 e 255. I computer AI Classicrichiedono otto bit per rappresentare qualsiasi numero compreso in questo intervallo. Al contrario, un computer quantistico può rappresentare tutti i 256 numeri contemporaneamente utilizzando otto qubit.
Questa caratteristica consente ai computer quantistici di considerare numerose combinazioni ed eseguire calcoli complessi a una velocità che supera di gran lunga le capacità anche dei supercomputer più avanzati. Utilizzando elementi superconduttori che mostrano una resistenza estremamente bassa al flusso ditron quando raffreddati a temperature inferiori allo zero, i computer quantistici possiedono intrinsecamente sensibilità al calore, alle onde elettromagnetiche e persino all'esposizione all'aria, con conseguenti perdite di calcolo in ambienti non ottimali.
Pertanto, la futura era dell'informatica potrebbe benissimo essere incastonata tra le capacità degli attuali computer AI classice i computer quantistici avanzati, a meno che non si concretizzino progressi significativi nella creazione di computer quantistici adatti all'uso comune.
IBM ha progettato il suo Quantum System One, un sistema di calcolo quantistico integrato dotato di un processore da 127 qubit. Tuttavia, con il rapido progresso del calcolo quantistico, la realizzazione di un computer quantistico da 1.000 qubit non è un obiettivo irraggiungibile.
IBM prevede di presentare entro il 2023 un processore per computer quantistico da 1.121 qubit, che dovrebbe rendere possibili applicazioni su scala industriale e fornire una capacità di calcolo di gran lunga superiore a quella del supercomputer più potente del mondo.
Le criptovalute sono vulnerabili agli attacchi del computer quantistico?
In previsione dell'avvento sul mercato di dispositivi di calcolo quantistico puro, è probabile che l'imminente ondata di elaborazione dati sarà sostenuta da supercomputer quantistici, che amalgamano i flussi di lavoro classicdell'intelligenza artificiale e quelli quantistici.
Tali dispositivi potrebbero avere una capacità di calcolo compresa tra 50 e 1.000 qubit, soprattutto alla luce della presentazione dell'IBM Quantum Osprey da 433 qubit il 9 novembre 2022, avvenuta meno di un anno dopo il debutto del processore Eagle da 127 qubit.
Considerata la notevole potenza degli attuali computer quantistici e la loro limitata disponibilità, si potrebbe facilmente dedurre che ci vorrà ancora molto tempo prima che i computer quantistici rappresentino una minaccia concreta per le criptovalute.
Nonostante l'enorme potenziale presentato, il raggiungimento di un vantaggio quantistico rimarrà un obiettivo irraggiungibile a meno che non vengano ideate tecniche avanzate per la soppressione degli errori e non vengano aumentate le velocità di calcolo senza i conseguenti problemi.
Anche esplorando lo scenario in cui il calcolo quantistico riesce a superare la crittografia alla base delle criptovalute, sarebbe necessaria una potenza di calcolotronper scatenare un attacco di storage, in cui gli indirizzi di wallet con chiave pubblica vengono presi di mira per rubare i fondi in essi contenuti. Per una blockchain come la rete Ethereum , eseguire un simile attacco di storage richiederebbe oltre 10 milioni di qubit di potenza di calcolo.
Nel caso di un attacco di transito, in cui un malintenzionato impiega un'enorme potenza di calcolo quantistica per dirottare il controllo delle transazioni entro il tempo di blocco, la scala è significativamente maggiore poiché coinvolge tutti i nodi. Tuttavia, data l'imperativo di condurre l'attacco prima dell'aggiunta di un nuovo blocco alla rete blockchain, gli aggressori sono limitati a pochi minuti per Bitcoin e a diversi secondi per Ethereum per portare a termine un attacco di transito.
Poiché per portare a termine con successo un attacco del genere sono necessari miliardi di qubit di potenza di calcolo quantistica, gli sviluppatori di blockchain hanno tempo a sufficienza per concepire e implementare nuovi algoritmi di firma crittografica che siano immuni agli attacchi quantistici.
Bitcoin è a rischio di furto da parte di computer quantistici?
Per violare la crittografia che protegge Bitcoin sarebbe necessario un immenso dispiegamento di potenza di calcolo quantistica, il tutto sotto il coordinamento di un'unica entità che orchestra il furto.
I ricercatori dell'Università del Sussex indicano che un computer quantistico, con una potenza di elaborazione di 1,9 miliardi di qubit, sarebbe necessario per infiltrarsi nella rete Bitcoin nell'arco di 10 minuti. Questa situazione implica che gli hacker dovrebbero mobilitare milioni di computer quantistici, uno scenario apparentemente improbabile nel futuro imminente.
Se implementato con una potenza di calcolo ridotta, l'esecuzione di un attacco allungherebbe esponenzialmente i tempi necessari, offrendo ampie opportunità di disabilitare i nodi interessati e riabilitare la rete. Sebbene un attacco allo storage sembri più plausibile, le criptovalute, incluso Bitcoin, dovranno inevitabilmente apportare modifiche al protocollo blockchain sottostante per contrastare tali eventualità.
Sebbene questa strategia possa comunque rendere i portafogli Bitcoin vulnerabili ad attacchi futuri, tali modifiche sono apparentemente più facili da implementare rispetto all'introduzione di un nuovo algoritmo crittografico. Bitcoin attualmente utilizza l'Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), una metodologia crittografica che prevede algoritmi di firma e verifica separati che utilizzano la chiave privata, la chiave pubblica e la firma dell'utente per garantire che i fondi possano essere spesi esclusivamente da lui.
Tuttavia, le blockchain pubbliche richiedono un consenso tra gli utenti più importanti per approvare qualsiasi modifica ai loro protocolli, il che significa che anche apportare modifiche al protocollo di Bitcoinpotrebbe richiedere più tempo del previsto. Riconoscendo l'imperativo di software e soluzioni crittografiche resistenti alla tecnologia quantistica, numerosi progetti nel campo delle criptovalute stanno perseguendodentquesto obiettivo.
Il futuro di Bitcoin, in un'epoca in cui l'informatica quantistica ha ormai permeato il mainstream, richiederà probabilmente la transizione a un sistema di contabilità più avanzato e resistente ai computer quantistici, il tutto orchestrato da un algoritmo crittografico rivoluzionario.
L'informatica quantistica segnerà la fine delle criptovalute?
I computer quantistici sono destinati a rivoluzionare vari settori, contribuendo alle simulazioni molecolari, promuovendo lo sviluppo di materiali efficienti dal punto di vista energetico e di medicinali più potenti, e migliorando i catalizzatori, con conseguenti potenziali benefici per numerose industrie manifatturiere.
Nonostante la motivazione fondamentale alla base dei computer quantistici sia la risoluzione dei problemi più complessi del mondo, queste macchine potrebbero essere sfruttate da entità malintenzionate per scatenare il caos nelle blockchain pubbliche e nelle reti di criptovalute.
Affrontare la questione della longevità della blockchain di fronte all'informatica quantistica richiede l'evoluzione della tecnologia in un sistema di contabilità a prova di quantistica entro il prossimo decennio. Questa evoluzione è fondamentale soprattutto perché i computer quantistici potrebbero accumulare una potenza di calcolo sufficiente per attaccare le criptovalute entro i prossimi 10-15 anni.
Una possibile soluzione consiste nell'amplificare le dimensioni delle chiavi, anche se la fattibilità di raddoppiare continuamente il numero delle chiavi come contromisura al rafforzamento continuo dei computer quantistici deve ancora essere accertata.
Teorie crittografiche innovative, come la crittografia basata su reticolo (in cui il rumorematicviene integrato nella crittografia per confondere un computer quantistico) e algoritmi resistenti ai computer quantistici, basati su problemimatic, stanno emergendo come potenziali percorsi da seguire.
Quest'ultima metodologia è concepita in modo tale da ostacolare sia l'intelligenza artificiale classicche i computer quantistici, mantenendo così la sua rilevanza e sicurezza in entrambi i domini computazionali. Indipendentemente dal fatto che le criptovalute incorporino reticoli strutturati o algoritmi basati su hash, il fattore cruciale sarà quello di superare costantemente le capacità dei computer quantistici.
Pertanto, sebbene l'informatica quantistica non rappresenti attualmente una minaccia diretta per le criptovalute nella loro forma attuale, sarà necessario uno sforzo congiunto per introdurre una serie di modifiche che salvaguardino le strutture di governance decentralizzate dal pericolo incombente dei supercomputer quantistici.
I computer quantistici rivoluzioneranno il mining PoW?
Numerose criptovalute diffuse, Bitcoin incluso, si affidano al mining proof-of-work (PoW) per rafforzare la sicurezza dei loro protocolli blockchain fondamentali. L'approccio PoW richiede che i partecipanti alla rete, chiamati miner, si impegnino in una competizione per diventare i migliori risolutori di intricatimatic, convalidando così nuove transazioni sulla blockchain. La criptovaluta, nota come ricompensa per blocco, viene conferita al vincitore di questa competizione computazionale.
A tempo debito, un computer quantistico potrebbe accelerare esponenzialmente la risoluzione dei problemi di mining rispetto agli apparati di mining contemporanei, consentendo a chi possiede capacità di calcolo quantistico di accumulare prolificamente ricompense di mining. Inoltre, consente loro di dominare potenzialmente il processo di verifica delle transazioni, controllando una frazione preponderante della potenza di calcolo della rete, uno scenario riconosciuto come un attacco del 51%.
Mentre alcuni ricercatori ipotizzano che i computer quantistici potrebbero non riuscire a eseguire un attacco del 51% su Bitcoin almeno prima del 2028, nuove prove suggeriscono che un evento del genere potrebbe verificarsi prima.
Conclusione
L'intersezione tra informatica quantistica e tecnologia blockchain svela un nuovo campo di battaglia nel campo della sicurezza informatica e delle risorse digitali. I computer quantistici, con la loro profonda potenza computazionale, rappresentano sia un alleato senzadentche un potenziale avversario per le tecnologie blockchain e le criptovalute. Sebbene abbiano il potenziale per risolvere alcuni dei problemi più complessi in vari campi, la loro capacità di compromettere i sistemi crittografici attualmente sicuri è innegabile.
Di conseguenza, la sopravvivenza della blockchain e delle criptovalute in un futuro dominato dalla tecnologia quantistica dipende dall'evoluzione proattiva di algoritmi crittografici e meccanismi di sicurezza resilienti alle formidabili capacità delle macchine quantistiche. Il prossimo decennio richiederà un impegno serio e collettivo da parte di sviluppatori, crittografi e stakeholder del settore per innovare, adattare e salvaguardare le risorse digitali decentralizzate dalle emergenti minacce quantistiche, garantendo la sostenibilità e la sicurezza durature delle criptovalute e delle tecnologie blockchain in un futuro interconnesso con il calcolo quantistico.
