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Bitcoin vs computadores quânticos: medos reais e imaginários

Os entusiastas da criptografia têm temores de longa data sobre o futuro que a computação quântica pode trazer. Mas esses medos são exagerados?

Os computadores quânticos são uma personificação quase perfeita da terceira lei de Arthur C. Clarke, “Qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia.” Um computador quântico totalmente funcional seria ordens de magnitude mais poderoso do que qualquer supercomputador convencional existente.

As aplicações positivas são numerosas e incluem acelerar a descoberta de curas para doenças para revolucionar a gestão de investimentos e apresentar oportunidades de comércio melhores e de menor custo.

Isso poderia fornecer um grande impulso para as ciências, mas também representa uma ameaça aos algoritmos criptográficos existentes. Muitos entusiastas da criptografia estão preocupados que isso possa comprometer o blockchain e tornar a criptomoeda sem valor. A questão é: quão reais são esses medos?

O que é computação quântica?
Os computadores tradicionais usam bits, ou 1s e 0s, para representar os dados. Tudo o que você está vendo na tela agora pode ser dividido em uma sequência de dígitos binários. Os computadores quânticos são baseados no qubit, um sistema quântico de dois estados.

Como resultado, eles são capazes de realizar processos significativamente mais rápidos do que qualquer computador convencional. Isso envolve a física quântica, então vamos nos concentrar nos traços gerais aqui. Para aqueles interessados ​​em um mergulho profundo, há uma grande série de artigos sobre isso na Revisão Técnica do MIT.

Um computador quântico é aquele projetado para capturar e conter qubits em um estado estável. Eles são então capazes de tirar proveito de duas mecânicas-chave para processar grandes quantidades de dados:

Superposição: Qubits são capazes de manter várias combinações possíveis de 1 e 0 simultaneamente. Isso permite que um computador quântico com vários qubits calcule um grande número de resultados potenciais simultaneamente. O cálculo final surge assim que os qubits são medidos, colapsando seu estado quântico para 1 ou 0.
Emaranhamento: é possível gerar um par de qubits que estão emaranhados. Isso significa que se você alterar o estado de um qubit, poderá alterar o estado de outro de forma previsível. Os computadores quânticos podem criar uma cadeia de qubits emaranhados para aumentar significativamente o poder de processamento.
A desvantagem dos computadores quânticos é que eles requerem uma quantidade significativa de energia para funcionar e estão sujeitos a erros devido à decoerência. Mesmo pequenas vibrações ou mudanças de temperatura podem fazer com que um computador quântico pare de funcionar.

Isso impediu que os computadores quânticos alcançassem a supremacia quântica, que é a capacidade de superar os computadores tradicionais. Mas isso mudou em setembro de 2019, quando o Google afirmou que havia conseguido alcançar a supremacia quântica, enviando uma onda de choque pelo mundo da criptografia.

Por que as pessoas têm medo de computadores quânticos?
O grande medo dos computadores quânticos é que eles tornem obsoletos todos os usos da criptografia no mundo real da noite para o dia. Isso tornaria os serviços bancários online, as mensagens e o comércio eletrônico completamente inseguros e prejudicaria a internet como a conhecemos. Também tornaria as criptomoedas inoperantes.

A maioria dos blockchains principais, incluindo Bitcoin, depende do ECDSA (Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica). Isso permite que o blockchains crie uma chave privada aleatória de 256 bits e uma chave pública vinculada que pode ser compartilhada com terceiros sem revelar essa chave privada.

Computadores quânticos podem desvendar a relação entre essas chaves, permitindo, assim, que carteiras de criptomoedas sejam hackeadas e os fundos de um titular sejam liquidados.

Os investidores em criptomoedas devem se preocupar com os computadores quânticos?
A resposta curta: “Talvez, mas ainda não”. A verdade é que, como Peter Todd confirmou, ainda não sabemos o quão perto estamos de um computador quântico viável e escalável. Pode ser daqui a 6 meses ou nunca.

Outro ponto é que, se os usuários seguirem a prática padrão de usar endereços de Bitcoin apenas uma vez, isso limitará a quantidade de tempo que um computador quântico tem para quebrar a chave.

Mas a ameaça ainda está presente, embora um pouco distante. A boa notícia é que alguns projetos estão trabalhando ativamente para combatê-la. O Quantum Resistant Ledger (QRL) é a primeira implementação industrial do eXtended Merkle Signature Scheme (XMSS). Este esquema de assinatura baseado em hash é significativamente mais avançado do que ECDSA e deve ser mais difícil para um computador quântico quebrá-lo.

Em geral, os investidores em criptomoedas não devem se preocupar muito com a computação quântica no curto prazo. Mas ainda seria prudente ficar de olho no mundo da computação quântica e em projetos como o QRL.