Criptovalute e Quantum Computing: una paura esagerata?

L'ombra incombente dell'informatica quantistica incombe ancora sulla comunità delle criptovalute, ma è una vera minaccia o solo una falsa pista?

La crittografia è il fondamento di gran parte della nostra vita moderna e uno strumento essenziale per le criptovalute. Se tale crittografia dovesse essere violata, per i minatori sarebbe impossibile proteggere la blockchain; le transazioni potrebbero essere contraffatte e il grande sforzo blockchain potrebbe interrompersi bruscamente.

Per ora, non è possibile nemmeno per i supercomputer rompere la blockchain. Tuttavia, una svolta nell'informatica quantistica potrebbe rappresentare una minaccia esistenziale. È ora di cedere le tue partecipazioni in criptovalute o continua come al solito?

In che modo i computer quantistici sono diversi?

I supercomputer esistenti sono in grado di elaborare quantità incredibili di dati, ma sono limitati dalle proprietà fondamentali dei computer. Tutti i computer esistenti elaborano i dati come bit (1 e 0) e sono obbligati a elaborarli individualmente.

Ciò significa che i calcoli complicati devono essere risolti direttamente eseguendo tutti i calcoli necessari. Con la crittografia, ogni passaggio del puzzle deve essere risolto per decifrare il codice. Ci vorrebbe troppo tempo perché ne valesse la pena.

I computer quantistici sono un punto di svolta. Sono progettati per acquisire Qubit in uno stato stabile e sfruttare due proprietà uniche della fisica quantistica per elaborare i dati alla velocità della luce:

• Sovrapposizione: A differenza dei bit, che sono fissi, i Qubit possono contenere tutte le possibili combinazioni di 1 e 0 contemporaneamente. Ciò consente a più qubit di elaborare un numero enorme di risultati diversi contemporaneamente. Man mano che vengono aggiunti più qubit, la potenza di elaborazione di un computer quantistico cresce in modo esponenziale. Ciò significa che anche piccoli miglioramenti possono avere un impatto fuori misura.
• Intreccio: Questo effetto è reso ancora più potente quando un computer quantistico genera qubit che sono entangled. Ciò consente di modificare lo stato di un qubit e alterare in modo prevedibile gli stati di tutti gli altri qubit con cui è intrecciato. Ciò consente a più qubit di lavorare in parallelo, aumentando significativamente la potenza di elaborazione di ogni singolo qubit.

Le ramificazioni di un computer che raggiunge la supremazia quantistica, o la capacità di superare costantemente i computer tradizionali, sarebbero enormi. Aiuterebbe a far avanzare la ricerca di decenni e potrebbe essere il prossimo trampolino di lancio nello sviluppo umano. Ma potrebbe anche rendere la crittografia obsoleta dall'oggi al domani.

La maggior parte delle principali blockchain si basa su ECDSA (Elliptical Curve Digital Signature Algorithm). Ciò consente alle blockchain di creare un 256 bit casuale chiave privata e una chiave pubblica collegata che può essere condivisa con terze parti senza rivelare quella chiave privata.

Sarebbe teoricamente banale per un computer quantistico svelare la relazione tra quelle chiavi, che potrebbero consentire l'hacking di un portafoglio e la liquidazione dei fondi.

Un altro problema è che un computer quantistico potrebbe essere in grado di dominare le tradizionali reti di consenso Proof of Work (PoW) e commettere un attacco del 51%. Ciò gli consentirebbe di assumere il controllo di una blockchain e di approvare blocchi fraudolenti.

Potremmo essere a decenni di distanza dai computer quantistici

Nonostante il potenziale dei computer quantistici, probabilmente non sono destinati a essere l'evento rivoluzionario che alcuni prevedono. Google ha affermato di raggiungere la supremazia quantistica, ma in realtà l'algoritmo che hanno utilizzato non aveva scopo pratico. In sostanza, tutti i computer quantistici esistenti sono solo prove di concetti e dobbiamo ancora usarli per affrontare un problema del mondo reale, come la violazione della crittografia.

Anche se noi do riescono a trovare una svolta e raggiungere la vera supremazia quantistica, i problemi di scalabilità potrebbero impedire ai computer quantistici di essere utili al di fuori di un ambiente di laboratorio. Con l'effetto di decoerenza, anche piccole vibrazioni o variazioni di temperatura possono causare il guasto di un computer quantistico. Ciò li renderebbe inutili nella stragrande maggioranza delle ambientazioni e difficili da acquisire per i cattivi attori, per non parlare di usarli.

L'altra grande incognita è la velocità con cui l'informatica quantistica può avanzare. La legge di Moore suggerisce un raddoppio del numero di transistor ogni due anni. Ma questo non si applica necessariamente ai computer quantistici.

Data la complicata elettronica utilizzata nelle macchine quantistiche, è probabile che incontreremo ostacoli significativi nel tentativo di espandere la capacità. Potremmo essere limitati a macchine con un numero ridotto di qubit. Insomma, anche se noi do costruire un computer quantistico, potrebbe non essere in grado di fare nulla di utile per decenni.

Cosa succede se c'è un salto di calcolo quantistico?

Per amor di discussione, supponiamo che Google trovi una tecnica rivoluzionaria per contenere i qubit nei prossimi 6 mesi. Ciò consente all'azienda di costruire un computer quantistico scalabile. E attraverso una serie di sfortunati eventi, cade nelle mani di un pessimo attore. Questa criptovaluta paralirebbe per sempre?

Anche se quella serie di eventi del tutto improbabile dovesse accadere, potrebbe non essere l'evento apocalittico che alcuni prevedono. Iniziamo con il rischio che le chiavi private del portafoglio vengano decodificate.

Esistente best practice stabiliscono che un portafoglio deve essere utilizzato una volta, quindi tutti i token devono essere ritirati in un portafoglio offline o in una cella frigorifera.

Anche un computer quantistico avrebbe bisogno di un po' di tempo per decifrare una chiave privata del portafoglio BTC. Al momento, questo sarebbe sicuramente più lungo del in media 9 minuti richiede una transazione Bitcoin. Ciò significa che se un utente sta seguendo pratiche consolidate, eventuali aggressori dovrebbero trovare solo portafogli vuoti.

Va notato che un computer quantistico sufficientemente potente potrebbe teoricamente violare la crittografia esistente di Bitcoin prima che una transazione sia terminata. Tuttavia, questo è improbabile anche a medio termine.

L'effetto dei computer quantistici sul consenso Proof of Work (PoW) è un po' più complicato.

Un computer quantistico avrà bisogno di tempo per farlo eseguire tutti i suoi calcoli prima di giungere a una conclusione. Nel frattempo, tutti i minatori tradizionali stanno provando attivamente ogni combinazione, quindi il minatore quantistico dovrà sperare che nessun altro abbia già trovato la soluzione. Inoltre, il costo dell'esecuzione di un computer quantistico può superare i vantaggi derivanti dalla semplice esecuzione in parallelo di un gran numero di computer tradizionali.

Sebbene questo argomento fornisca un certo conforto, non tutti cercheranno di estrarre criptovaluta per motivi economici. Se un cattivo attore fosse in grado di utilizzare i computer quantistici per controllare il 51% della rete in modo coerente, potrebbe usarlo per delegittimare completamente Bitcoin e altre criptovalute. Attualmente, non ci sarebbe alcuna difesa contro questo tipo di "attore irrazionale" che cerca di danneggiare la tecnologia blockchain per ragioni al di fuori del profitto diretto.

Cosa sta facendo il mondo delle criptovalute per proteggersi dall'informatica quantistica?

Sebbene la minaccia dei computer quantistici sia lontana, molte organizzazioni la stanno prendendo sul serio. Nel 2016 il NIST lanciato un concorso sviluppare nuovi standard di crittografia progettati per essere resistenti ai quanti. Questi nuovi standard potrebbero essere implementati in progetti di criptovaluta esistenti utilizzando hard fork. Pertanto, potrebbero aiutare a rendere la blockchain a prova di quantistica prima che i computer quantistici diventino ampiamente disponibili.

Ci sono anche una serie di progetti che stanno lavorando su come rendere blockchain specifiche a prova di quantistica. Uno dei candidati più ovvi è il Linguaggio Resistente Quantico (QRL), che è la prima implementazione nel mondo reale dell'eXtended Merkle Signature Scheme (XMSS). Questa firma basata su hash dovrebbe essere molto più difficile da decifrare per un computer quantistico rispetto ai metodi di crittografia esistenti.

Anche le principali criptovalute stanno prendendo sul serio la minaccia. Gli sviluppatori di Ethereum hanno già dichiarato che si allontaneranno dal ECDSA a vulnerabilità quantistica metodi di crittografia in Ethereum 2.0. Gli sviluppatori stanno giocando con molteplici approcci che potrebbero aiutare a sostenere le difese quantistiche della criptovaluta.

Tuttavia, le soluzioni di Ethereum, incluso il tanto atteso passaggio a Proof of Stake (PoS), non risolvono ancora il problema del reverse engineering delle chiavi private. Anche durante lo staking di una criptovaluta, un utente deve comunque rivelare il proprio indirizzo pubblico per ottenere l'accesso. Questo li rende vulnerabili a un attacco del computer quantistico.

Società di criptovalute Particl crede di avere la soluzione: staking a freddo. Questo approccio utilizza indirizzi multi-firma, consentendoti di utilizzare un computer di staking dedicato collegato al tuo portafoglio mobile. La macchina trasmette una chiave pubblica diversa dalla chiave del tuo portafoglio mobile ed è quasi impossibile ricollegarsi ad essa. È simile ai servizi di autenticazione a due fattori offerti oggi da molti prodotti tecnologici.

L'idea è più spaventosa della realtà

Mettendo da parte gli aspetti pratici per il momento, la vera minaccia dell'informatica quantistica è la reazione del mercato. La maggior parte degli investitori in criptovalute (e ammettiamolo, giornalisti) non capisce davvero l'informatica quantistica. Se, ed è un grande se, riusciremo a ottenere un computer quantistico scalabile praticabile entro il prossimo decennio, gli esperti cadranno in una frenesia di allarmismo e titoli che predicono la morte della criptovaluta.

Questa reazione potrebbe essere più dannosa per le criptovalute rispetto agli stessi computer quantistici. Potrebbe innescare una massiccia vendita e minare la reputazione della criptovaluta. Con questo in mente, è importante che la comunità crittografica adotti misure ragionevoli per contrastare i computer quantistici.

È altrettanto importante che la comunità stessa si prenda del tempo per comprendere le realtà dell'informatica quantistica. Cosa può fare e cosa non può fare. I computer quantistici cambieranno sicuramente il mondo, ma con un po' di preparazione e molto buon senso, non segneranno la fine della criptovaluta come la conosciamo.

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