Anche se la tecnologia blockchain emerge come una nuova innovazione, le risorse digitali, come criptovalute e token non fungibili (NFT), insieme all’intero ecosistema di applicazioni decentralizzate (DApp) da essa guidate, affrontano le sfide presentate dall’informatica quantistica. L’informatica quantistica, avanzando a un ritmo rapido, utilizza i principi della meccanica quantistica per forgiare computer in grado di risolvere problemi ritenuti troppo complessi per classiccomputer al o binari.
Presentati come l’imminente era dell’informatica, destinata a superare i supercomputer (che sono computer classicche esibiscono prestazioni significativamente superiori rispetto ai computer convenzionali), i computer quantistici hanno il potenziale per mettere in discussione le norme di sicurezza esistenti a causa del loro dominio computazionale. La loro competenza nel 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 le entità malintenzionate a orchestrare attacchi alle criptovalute e a varie applicazioni blockchain, nonostante la tecnologia sia ancora nelle fasi iniziali di sviluppo.
Di conseguenza, diventa fondamentale comprendere ciò che rende i computer quantistici immensamente potenti e discernere come potrebbero mettere a repentaglio in futuro le applicazioni basate sulla blockchain. Mentre l’ecosistema crittografico globale vacilla sull’orlo dell’accettazione da parte del mainstream, sviluppatori e imprenditori devono esplorare territori inesplorati riguardanti gli algoritmi crittografici e innovare per mitigare le minacce derivanti dall’informatica quantistica.
I principi di funzionamento di un computer quantistico
La principale differenza tra i computer quantistici e le loro controparti classical o binarie risiede nel loro approccio all’utilizzo degli stati per rappresentare i numeri in calcoli complessi. I computer Classicutilizzano 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. Tutti i computer 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 flussotron quando raffreddati a temperature inferiori allo zero, i computer quantistici possiedono intrinsecamente una sensibilità al calore, alle onde elettromagnetiche e persino all’esposizione all’aria, con conseguenti perdite computazionali in ambienti non ottimali.
Pertanto, la prossima era dell’informatica potrebbe essere incastonata tra le capacità degli attuali computer classice dei computer quantistici avanzati, a meno che non si materializzino progressi significativi nella realizzazione di computer quantistici adatti all’uso comune.
IBM ha progettato il suo Quantum System One, un sistema di calcolo quantistico integrato che vanta un processore da 127 qubit. Tuttavia, con il progresso dell’informatica quantistica a un ritmo impressionante, la realizzazione di un computer quantistico da 1.000 qubit non è fuori portata.
IBM prevede di svelare un processore per computer quantistici da 1.121 qubit entro il 2023, che dovrebbe rendere fattibili applicazioni su scala industriale e fornire una capacità computazionale che supererà di gran lunga quella del supercomputer più potente del mondo.
La criptovaluta è suscettibile agli attacchi informatici quantistici?
Anticipando l’emergere sul mercato di dispositivi di calcolo quantistico puro, è probabile che l’imminente ondata di calcolo sarà sostenuta da supercomputer potenziati quantistici, che uniscono i flussi di lavoro classice quantistici.
Tali dispositivi potrebbero possedere una capacità di calcolo compresa tra 50 e 1.000 qubit, in particolare 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 dei computer quantistici attuali e la loro disponibilità limitata, si potrebbe facilmente dedurre che rimane molto tempo prima che i computer quantistici rappresentino una minaccia tangibile per la criptovaluta.
Nonostante l’ampio potenziale presentato, il raggiungimento di un vantaggio quantistico rimarrà irraggiungibile a meno che non vengano ideate tecniche avanzate per la soppressione degli errori e le velocità di calcolo non vengano migliorate senza problemi di accompagnamento.
Anche esplorando lo scenario in cui l’informatica quantistica riesce a superare la crittografia alla base delle criptovalute, sarebbe necessaria una quantità altrettantotronomica di potenza di calcolo per istigare un attacco allo storage, in cui gli indirizzi dei portafogli con una chiave pubblica vengono presi di mira per rubare i fondi racchiusi. Per una blockchain come la rete Ethereum , l’esecuzione di un simile attacco allo storage richiederebbe più di 10 milioni di qubit di potenza computazionale.
Nel caso di un attacco di transito, in cui un attore malevolo impiega un’enorme potenza di calcolo quantistico per prendere il controllo delle transazioni all’interno del blocco temporale, la scala è significativamente più ampia poiché implica prendere di mira tutti i nodi. Tuttavia, dato 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 diversi secondi per Ethereum per portare a termine un attacco di transito.
Avendo bisogno di miliardi di qubit di potenza di calcolo quantistico per mettere in atto con successo un simile attacco, agli sviluppatori blockchain viene concesso il tempo adeguato per concepire e implementare nuovi algoritmi di firma crittografica impermeabili agli attacchi quantistici.
Bitcoin è a rischio di furto di computer quantistici?
Violare la crittografia che protegge Bitcoin richiederebbe un immenso dispiegamento di potenza di calcolo quantistico, il tutto sotto il coordinamento di un’unica entità che orchestra il furto.
I ricercatori dell’Università del Sussex indicano che un computer quantistico, dotato di 1,9 miliardi di qubit di potenza di elaborazione, 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 non plausibile in un futuro imminente.
Se implementato con una potenza di calcolo ridotta, l’esecuzione di un attacco allungherebbe esponenzialmente il tempo richiesto, offrendo ampie opportunità di disabilitare i nodi colpiti e riabilitare la rete. Sebbene un attacco allo storage sembri più concepibile, le criptovalute, incluso Bitcoin, dovranno inevitabilmente istigare modifiche al protocollo blockchain sottostante per contrastare tali eventualità.
Anche se questa strategia potrebbe comunque rendere i portafogli Bitcoin vulnerabili ad attacchi futuri, tali cambiamenti sono apparentemente più facili da implementare rispetto all’introduzione di un nuovo algoritmo crittografico. Bitcoin attualmente utilizza l'algoritmo di firma digitale Elliptic Curve (ECDSA), una metodologia crittografica con algoritmi di firma e verifica separati che utilizzano la chiave privata, la chiave pubblica e la firma di un utente per garantire che i fondi possano essere spesi esclusivamente da lui.
Tuttavia, le blockchain pubbliche richiedono un consenso tra gli utenti principali per approvare eventuali modifiche 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 ai quanti, numerosi progetti nel campo delle criptovalute stanno perseguendodentquesto obiettivo.
Il futuro di Bitcoin, in un’era in cui l’informatica quantistica ha permeato il mainstream, richiederà probabilmente la transizione verso un sistema di registro più avanzato e resistente ai quanti, il tutto orchestrato da un algoritmo crittografico rivoluzionario.
L’informatica quantistica segnerà la fine della criptovaluta?
I computer quantistici sono destinati a rivoluzionare vari settori aiutando nelle simulazioni molecolari, promuovendo lo sviluppo di materiali efficienti dal punto di vista energetico e farmaci più potenti e migliorando i catalizzatori, avvantaggiando così potenzialmente numerose industrie manifatturiere.
Nonostante il motivo fondamentale alla base dei computer quantistici sia la risoluzione dei problemi più sconcertanti del mondo, queste macchine potrebbero essere sfruttate per scatenare il caos sulle blockchain pubbliche e sulle reti di criptovaluta da parte di entità dannose.
Affrontare la questione della longevità della blockchain di fronte all’informatica quantistica richiede l’evoluzione della tecnologia in un sistema di contabilità quantistica entro il prossimo decennio. Questa evoluzione è fondamentale soprattutto perché i computer quantistici potrebbero accumulare potenza sufficiente per attaccare le criptovalute entro i prossimi 10-15 anni.
Una possibile soluzione sta nell’amplificare le dimensioni delle chiavi, anche se la fattibilità del raddoppio continuo dei numeri chiave come contromisura contro il rafforzamento continuo dei computer quantistici deve ancora essere accertata.
Teorie crittografiche innovative, come la crittografia basata su reticolo – in cui il rumorematicè integrato nella crittografia per confondere un computer quantistico – e algoritmi resistenti ai quanti, fondati su problemimatic, stanno emergendo come potenziali percorsi da seguire.
Quest’ultima metodologia è realizzata in modo tale da ostacolare sia i computer classicche quelli 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 costantemente superiore alle capacità dei computer quantistici.
Pertanto, sebbene l’informatica quantistica attualmente non rappresenti una minaccia diretta per le criptovalute nella loro forma esistente, sarà necessario uno sforzo unificato per inaugurare una serie di modifiche che salvaguarderanno le strutture di governance decentralizzate dal pericolo incombente dei supercomputer quantistici.
I computer quantistici interromperanno il mining PoW?
Numerose criptovalute prevalenti, incluso Bitcoin , dipendono dal mining Proof-of-Work (PoW) per rafforzare la sicurezza dei loro protocolli blockchain fondamentali. L’approccio PoW richiede che i partecipanti alla rete, chiamati minatori, si impegnino in una ricerca competitiva per essere i principali risolutori di intricatimaticmatematici, convalidando così nuove transazioni sulla blockchain. La criptovaluta, denominata ricompensa in blocco, viene conferita al vincitore di questo concorso computazionale.
A tempo debito, un computer quantistico potrebbe accelerare in modo esponenziale la risoluzione dei problemi minerari rispetto agli apparati minerari contemporanei, consentendo a coloro che possiedono capacità di calcolo quantistico di accumulare prolifici premi minerari. Inoltre, consente loro di dominare potenzialmente il processo di verifica delle transazioni requisindo una frazione predominante della potenza computazionale della rete, uno scenario riconosciuto come un attacco del 51%.
Mentre alcuni ricercatori ipotizzano che i computer quantistici potrebbero non eseguire un attacco del 51% su Bitcoin almeno fino al 2028, le prove emergenti suggeriscono che un simile evento potrebbe verificarsi prima.
Conclusione
L’intersezione tra l’informatica quantistica e la tecnologia blockchain svela un nuovo campo di battaglia nel campo della sicurezza informatica e delle risorse digitali. I computer quantistici, con la loro profonda capacità computazionale, incarnano sia undentsenza precedenti che 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 a dominanza quantistica dipende dall’evoluzione proattiva degli algoritmi crittografici e da meccanismi di protezione resistenti alle formidabili capacità delle macchine quantistiche. Il prossimo decennio richiede uno sforzo collettivo serio da parte di sviluppatori, crittografi e stakeholder del settore per innovare, adattare e salvaguardare le risorse digitali decentralizzate contro le minacce quantistiche emergenti, garantendo la fattibilità e la sicurezza sostenute delle criptovalute e delle tecnologie blockchain in un futuro intrecciato con l’informatica quantistica. .
