Sí, la existencia de computadoras cuánticas amenazaría la seguridad y el valor de las criptomonedas. Centrémonos solo en las criptomonedas utilizando protocolos de blockchain, el más famoso es Bitcoin. Confiamos en estas monedas porque las oportunidades para hacer trampa, por ejemplo, gastar monedas que no tiene, duplicar gastos, falsificar a otra parte, alterar transacciones anteriores, etc., se suprimen porque hacerlo requiere resolver problemas computacionales difíciles. Es seguridad basada en computación y confiamos en el nivel de seguridad debido a la supuesta complejidad computacional de resolver estos problemas en nuestras computadoras físicas, que, hasta ahora, se basan en las leyes de la mecánica clásica. Las dos vulnerabilidades clave de las cadenas de bloques para las computadoras cuánticas se encuentran en (1) la extracción de nuevos bloques y (2) la autenticación de firmas digitales de las transacciones.
La extracción de nuevos bloques permite verificar las transacciones pendientes y también genera una recompensa de monedas para el minero. Todos los jugadores compiten para ser los primeros en extraer un nuevo bloque y desea que el éxito sea poco frecuente y tenga un ganador único para que todos los jugadores estén de acuerdo en el orden y la validez de las transacciones. Para garantizar esta minería exitosa se requiere un esfuerzo computacional para resolver un problema difícil de NP (específicamente una función hash inversa). Dichos problemas son difíciles de resolver, es decir, se cree firmemente, aunque no está probado, que el esfuerzo para resolver estos problemas aumenta exponencialmente en el número de bits de la entrada, pero una vez que se encuentra una solución, es verificable en tiempo polinómico. En Bitcoin, el tamaño del problema para la minería de bloques se elige de modo que, en promedio, uno solo pueda resolver este problema cada 10 minutos. Los problemas NP difíciles también son difíciles para las computadoras cuánticas, pero no tanto. Específicamente, podrían usar la búsqueda cuántica tipo Grover para resolver estos problemas en la raíz cuadrada del tiempo que necesitaría una máquina clásica, incluso la mejor supercomputadora. Por lo tanto, todavía es exponencialmente difícil en las computadoras cuánticas pero cuadráticamente más rápido que el uso de máquinas clásicas. Esto hace una gran diferencia, porque para tener el mismo nivel de seguridad para la minería, uno tendría que duplicar el tamaño del problema de entrada a resolver y esto colocaría a aquellos jugadores con solo máquinas clásicas en una clara desventaja. Un consorcio de jugadores suficientemente grande equipado con computadoras cuánticas podría coludir para obtener el 51% de la potencia informática y así dominar la minería.
La autenticación de firma digital es el proceso mediante el cual el iniciador de una transacción puede enviar detalles a otros jugadores en la red. Esta información incluiría: identidad del remitente (aunque no identidad personal), hora / fecha, monto a transferir a otros jugadores e información sobre transacciones anteriores que verifiquen que el remitente tiene suficientes fondos disponibles. Esta información requiere un certificado de confianza, es decir, una firma digital. De hecho, existe el mismo problema ahora al realizar transacciones con tarjeta de crédito a través de Internet. En blockchains, como las transacciones por Internet, las firmas digitales se establecen mediante criptografía de clave pública, que nuevamente se basa en la dificultad de resolver problemas computacionales. Los problemas más comunes para la criptografía de clave pública son factorizar grandes números compuestos en factores primos (RSA) y encontrar soluciones a las curvas elípticas. Se cree que ambos problemas son exponencialmente (o casi) difíciles en las computadoras clásicas, pero pueden resolverse notablemente en tiempo polinómico en las computadoras cuánticas. El algoritmo de Shor de 1994 para descifrar RSA hizo que la investigación en computadoras cuánticas pasara de un interés puramente académico a inversiones industriales de miles de millones de dólares en la actualidad. Entonces, las computadoras cuánticas permitirían engañar y engañar a otros jugadores, etc. Existe una solución que sería usar otros problemas criptográficos de clave pública que no se sabe que sean fáciles para las computadoras cuánticas, lo que se conoce como cripto post-cuántico, pero tales problemas no están probados. seguro contra computadoras cuánticas y mucho más lento que los otros protocolos.
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Las computadoras cuánticas a gran escala que resuelven grandes problemas probablemente aún estén a muchos años de distancia, pero las criptomonedas involucran un porcentaje considerable de la economía e incluso los datos de transacciones antiguas podrían ser vulnerables a los ataques.
