Il calcolo quantistico minaccia la rete Bitcoin da 2 trilioni di dollari. BTQ Technologies afferma di avere una difesa.

La copertura mediatica della minaccia rappresentata dal calcolo quantistico identifica solitamente le criptovalute come un'area chiave della crittografia classica che sarà facilmente violata quando la tecnologia entrerà nel mainstream, il che, secondo alcune stime, potrebbe avvenire entro meno di un decennio.

In termini semplici, i chip elettronici basati sulla meccanica quantistica possono eseguire alcuni calcoli con una velocità esponenzialmente superiore rispetto a un processore tradizionale. Questa rapidità mette a rischio gran parte della crittografia esistente, che si fonda sul tempo necessario per risolvere equazioni complesse.

Non sorprende che ci sia uno sforzo per identificare approcci in grado di mitigare il rischio, un aspetto spesso trascurato in gran parte del “reporting universo parallelo” riguardo agli ultimi chip quantistici. Tra questi sforzi per sviluppare algoritmi resistenti al quantum vi è la sostituzione degli odierni crittografia a chiave pubblica con un'alternativa nota come firma basata su reticoli.

Un approccio per proteggere la blockchain di Bitcoin da 2 trilioni di dollari è stato svelato dallo specialista di crittografia post-quantistica BTQ Technologies (BTQ): Bitcoin Quantum, un testnet fork di Bitcoin senza permessi che afferma di rispondere alla sfida.

Questa è una rete pubblica e operativa dove miner, sviluppatori, ricercatori e utenti possono testare la resistenza quantistica delle transazioni e mettere in luce i compromessi operativi prima che qualsiasi discussione su una migrazione a livello mainnet diventi urgente, secondo Chris Tam, responsabile delle partnership di BTQ. Il sistema include un esploratore di blocchi e un pool di mining, fornendo accessibilità immediata.

Due vettori di attacco

Il calcolo quantistico apre due vettori di attacco su Bitcoin: la capacità di derivare una chiave privata da una chiave pubblica e gli attacchi sull’algoritmo di prova di lavoro della rete. L’algoritmo è ciò che consente ai miner, i partecipanti che mantengono sicura la rete, di organizzare cronologicamente le transazioni in blocchi.

Dato un key pubblico, un computer quantistico potrebbe rapidamente calcolare la chiave privata e utilizzarla per rubare fondi, compromettendo così l’intero concetto di sicurezza, ha detto Tam.

“Si suppone che si possa passare solo da una chiave privata a una chiave pubblica, dovrebbe essere una funzione unidirezionale,” ha dichiarato Tam in un'intervista. “Ma un computer quantistico ha la capacità di risolvere ciò che viene chiamato "problema del logaritmo discreto. Supponiamo che quel problema sia difficile, ma sfortunatamente nel mondo quantistico non lo è, dove si ottiene un'accelerazione esponenziale in base al numero di qubit.”

La buona notizia è che non è necessario il quantum per contrastare il quantum, ha detto Tam. Può essere realizzato con la computazione e gli algoritmi esistenti. Gli algoritmi post-quantum utilizzano lo stesso tipo di meccanismo di crittografia e interfaccia delle firme digitali odierne, ma con una matematica più robusta a supporto dell'infrastruttura, ha spiegato.

“Abbiamo ancora ciò che viene chiamato un algoritmo di firma digitale, ma i problemi matematici su cui si basa stanno passando da un logaritmo discreto a un problema matematico che si presume sia difficile da risolvere per un computer quantistico,” ha dichiarato Tam. “E quando dico ‘si presume sia difficile,’ ci riferiamo agli standard crittografici internazionali.”

Il processo post-quantistico è ben avviato. Già nel 2016, il National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti ha richiesto algoritmi di crittografia post-quantistica per sostituire quelli in uso all’epoca.

Finora, un algoritmo post-quantistico noto colloquialmente come Dilithium (ufficialmente, è il Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm o ML-DSA) è stato standardizzato negli Stati Uniti nell'agosto 2024. ML-DSA è anche l'algoritmo utilizzato in Bitcoin Quantum.

Una delle ragioni per cui non è ancora stato implementato in ambiti dinamici e innovativi come le criptovalute è che il suo funzionamento risulta molto più costoso.

Rispetto alle firme digitali esistenti, che vengono utilizzate ogni volta che un messaggio viene inviato a una blockchain o anche per inviare un messaggio su WhatsApp, gli algoritmi post-quantistici sono almeno 200 volte più grandi.

«Esistono quindi modi per mitigare questi rischi quantistici, ma comportano problemi propri, in particolare in termini di prestazioni e dei costi aggiuntivi derivanti dalla loro implementazione su larga scala,» ha dichiarato Tam.

Mantenere l'identità del bitcoin

Ma questo non è il problema più grande. Perché qualsiasi cambiamento entri in vigore, la blockchain di Bitcoin dovrebbe subire un hard fork: un aggiornamento che non è compatibile con le versioni precedenti. Convincere la comunità di Bitcoin che tale mossa sia necessaria incontrerà probabilmente una forte opposizione.

Chiunque conosca la storia della rete Bitcoin sa che molte personalità influenti hanno affermato che l'hard fork creerebbe di fatto una nuova moneta che non sarebbe più bitcoin.

Proposte di Miglioramento di Bitcoin come BIP-360 mirano ad affrontare il problema introducendo tipi di indirizzi resistenti alla tecnologia quantistica e consentendo una transizione graduale. Tuttavia, non è stata fissata alcuna tempistica e non è iniziata alcuna migrazione.

Nel tentativo di rassicurare coloro che potrebbero essere contrari all’implementazione delle misure quantistiche resistenti della sua azienda, Tam cita la voce più influente di tutte, quella del creatore pseudonimo di Bitcoin, Satoshi Nakamoto.

“Satoshi Nakamoto, fin dal primo giorno, ha compreso che esiste un rischio quantistico per il tipo di crittografia attualmente utilizzata. E se si torna effettivamente a esaminare il codice, si noti che dopo un paio d’anni Satoshi ha modificato il modo in cui vengono effettuati i pagamenti,” ha affermato Tam. “Ha riconosciuto questo come un’intuizione fondamentale, poiché non appena si espone la propria chiave pubblica sulla blockchain, un computer quantistico può poi derivare la chiave privata.”