A computação quântica ameaça a rede Bitcoin de US$ 2 trilhões. A BTQ Technologies afirma ter uma defesa.

A cobertura da mídia sobre a ameaça representada pela computação quântica geralmente identifica as criptomoedas como uma área-chave da criptografia clássica que será facilmente quebrada quando a tecnologia atingir o mainstream, o que, segundo algumas estimativas, pode acontecer em menos de uma década.

Simplificando, os chips de computador baseados na mecânica quântica podem realizar alguns cálculos exponencialmente mais rápido do que um processador tradicional. Essa velocidade coloca grande parte da criptografia existente, que se baseia no tempo necessário para resolver equações complexas, sob ameaça.

Não surpreendentemente, há um esforço para identificar abordagens que possam mitigar o risco, um ponto muitas vezes negligenciado em grande parte do “relatório de ‘universo paralelo’” sobre os mais recentes chips quânticos. Entre esses esforços para desenvolver algoritmos resistentes a computação quântica está a substituição dos atuais criptografia de chave pública com uma alternativa conhecida como assinatura baseada em reticulado.

Uma abordagem para proteger a blockchain do Bitcoin, avaliada em US$ 2 trilhões, foi revelada pelo especialista em criptografia pós-quântica BTQ Technologies (BTQ): Bitcoin Quantum, uma testnet permissionless de fork do bitcoin que, segundo afirma, atende ao desafio.

Esta é uma rede pública e executável onde mineradores, desenvolvedores, pesquisadores e usuários podem realizar testes de estresse em transações resistentes à computação quântica e revelar as compensações operacionais antes que qualquer conversa sobre migração em nível de mainnet se torne urgente, de acordo com Chris Tam, chefe de inovação quântica da BTQ. O sistema inclui um explorador de blocos e um piscina de mineração, proporcionando acessibilidade imediata.

Dois vetores de ataque

A computação quântica abre duas vetores de ataque ao Bitcoin: a capacidade de derivar uma chave privada a partir de uma chave pública, e ataques ao algoritmo de proof-of-work da rede. O algoritmo é o que permite aos mineradores, os participantes que mantêm a rede segura, organizar as transações cronologicamente em blocos.

Dada uma chave pública, um computador quântico poderia calcular rapidamente a chave privada e usá-la para roubar fundos, portanto, todo o conceito de segurança vai por água abaixo, disse Tam.

“Você deveria ser capaz de mover-se apenas de uma chave privada para uma chave pública, isso deveria ser uma função unidirecional,” disse Tam em uma entrevista. “Mas um computador quântico tem a capacidade de resolver o que é chamado de "problema do logaritmo discreto. Assumimos que esse problema seja difícil, mas infelizmente no mundo quântico ele não é difícil, onde se obtém uma aceleração exponencial no número de qubits.”

A boa notícia é que não é necessário utilizar computadores quânticos para combater a ameaça quântica, afirmou Tam. Isso pode ser realizado com a computação e os algoritmos atuais. Os algoritmos pós-quânticos empregam o mesmo tipo de mecanismo de criptografia e interface das assinaturas digitais contemporâneas, porém com uma matemática mais robusta sustentando a infraestrutura, explicou ele.

“Ainda utilizamos o que é chamado de algoritmo de assinatura digital, mas os problemas matemáticos que o sustentam estão migrando de um logaritmo discreto para um problema matemático que se pressupõe ser difícil para um computador quântico,” afirmou Tam. “E quando digo ‘presume-se ser difícil’, estamos nos referindo aos padrões criptográficos internacionais.”

O processo pós-quântico está em pleno andamento. Desde 2016, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) solicitou algoritmos de criptografia pós-quântica para substituir os então em uso.

Até o momento, um algoritmo pós-quântico conhecido popularmente como Dilithium (oficialmente, é o Algoritmo de Assinatura Digital Baseado em Módulo-Lattice, ou ML-DSA) foi padronizado nos EUA em agosto de 2024. O ML-DSA também é o algoritmo utilizado no Bitcoin Quantum.

Uma razão pela qual isso ainda não foi implementado em áreas rápidas e inovadoras como a criptomoeda é que é muito mais caro de operar.

Comparados com as assinaturas digitais existentes, que são utilizadas toda vez que uma mensagem é enviada para uma blockchain ou mesmo para enviar uma mensagem pelo WhatsApp, os algoritmos pós-quânticos são pelo menos 200 vezes maiores.

“Existem formas de mitigar esses riscos quânticos, mas elas trazem seus próprios problemas, principalmente no desempenho e no custo adicional de implementá-las em larga escala,” afirmou Tam.

Preservando a identidade do bitcoin

Mas esse não é o maior problema. Para que qualquer alteração entre em vigor, a blockchain do Bitcoin precisaria passar por um hard fork: uma atualização que é incompatível com versões anteriores. Convencer a comunidade do Bitcoin de que tal medida é necessária provavelmente enfrentará forte oposição.

Qualquer pessoa familiarizada com a história da rede Bitcoin sabe que muitas personalidades influentes afirmaram que um hard fork criaria efetivamente uma nova moeda que não seria mais bitcoin.

Propostas de Melhoria do Bitcoin, tais como BIP-360 pretendem abordar o problema introduzindo tipos de endereços resistentes à computação quântica e permitindo uma transição gradual. Porém, nenhum cronograma foi estabelecido, e nenhuma migração foi iniciada.

Na tentativa de amenizar aqueles que possam ser contrários à implementação das medidas resistentes a quantum de sua empresa, Tam cita a voz mais influente de todas, a do criador pseudônimo do Bitcoin, Satoshi Nakamoto.

“Satoshi Nakamoto, desde o primeiro dia, compreendeu que existia um risco quântico para o tipo de criptografia atualmente utilizada. E, se você realmente voltar e analisar a base de código, verá que, alguns anos depois, Satoshi mudou a forma como os pagamentos são realizados,” disse Tam. “Ele enxergou isso como uma percepção fundamental, onde, assim que você expõe sua chave pública na blockchain, um computador quântico pode então derivar a chave privada.”