Computadores Quânticos podem acabar com o Bitcoin?

Computadores quânticos são máquinas super poderosas que muita gente acredita que podem descobrir os segredos do universo, curar doenças raras e também há rumores que dizem que esses computadores irão acabar com a rede Bitcoin.

Será mais um FUD ou será que isso pode acontecer de verdade?

Embora a computação quântica ainda esteja em sua infância, governos e empresas como a Microsoft e o Google estão trabalhando para torná-la realidade.

Em 10 anos, os computadores quânticos poderão ser poderosos o suficiente para quebrar a segurança criptográfica que protege telefones celulares, contas bancárias, sistemas militares, endereços de e-mail e – quem sabe – carteiras Bitcoin.

Mas, e aí? Computadores quânticos podem acabar com o Bitcoin? Confira abaixo!

Criptografia e riscos

Hoje grande parte dos sistemas de comunicação do mundo utilizam criptografia assimétrica, onde um par de chaves pública e privada dão acesso ao e-mail, contas online e também carteiras cripto.

Esse tipo de criptografia é suscetível a computadores quânticos que poderiam fazer engenharia reversa, extrair a sua chave privada, que dá acesso aos seus Bitcoins, a partir do seu endereço ou chave pública.

💡 Endereço é aquela informação da carteira para onde as pessoas fazem transferências e que com a computação tradicional é quase impossível descobrir as chaves privadas.

Mas estamos longe desse tipo de ataque e, pelo menos por enquanto, você não precisa se preocupar com os tais computadores quânticos.

Mas pra entender isso, primeiro é preciso saber o que é, de fato, um computador quântico.

O que é um computador quântico?

Um computador quântico é um tipo avançado de computador que aproveita os princípios da mecânica quântica para processar informações de maneiras revolucionárias.

Enquanto os computadores clássicos usam bits, que são representados por 0s e 1s, os computadores quânticos usam qubits (ou bits quânticos), que podem representar 0s, 1s ou uma combinação dos dois estados simultaneamente, graças a um fenômeno chamado superposição quântica. Explicaremos mais sobre isso abaixo.

Além disso, é um computador super potente que não se parece nem um pouco com os PC’s que a gente usa.

Parece mais um lustre, veja abaixo:

E aí? Não parece?! 🙂

Sensibilidade

Esses computadores são muito sensíveis e precisam ficar refrigerados em temperaturas de quase zero absoluto (cerca de -273ºC), sem nenhuma corrente elétrica, de ar ou qualquer poeira que possa desestabilizar seu sistema.

Isso ocorre devido à natureza delicada dos qubits, as unidades de informação quântica. Qualquer ruído, como flutuações térmicas, radiação eletromagnética ou vibrações mecânicas, pode afetar negativamente o desempenho e a precisão dos qubits.

A sensibilidade dos computadores quânticos é um dos motivos pelos quais a construção de um computador quântico completamente escalável e de grande escala é tão desafiadora.

Escalabilidade

Esses computadores estão sendo criados desde os anos 90 para conseguirem fazer cálculos extremamente complexos que computadores normais precisariam de uma potência 10 bilhões de vezes maior do que tem hoje.

Não tem nem como fabricar em escala computadores assim hoje em dia.

Para criar computadores quânticos é preciso unir a física quântica, de ondas e partículas subatômicas, com a ciência da computação.

Como funciona?

Nesses computadores, o mecanismo para calcular probabilidades funciona de forma diferente. Enquanto os computadores tradicionais fazem cálculos usando bits, aquelas sequências binárias de zeros e 1s, os computadores quânticos utilizam os QUBITS, partículas minúsculas que operam sob a lógica subatômica.

Como visto acima, QUBITS podem ser 0, 1 e também combinações de 0 e 1 simultaneamente. Assim, quando dois QUBITS, ou mais, estão próximos, eles criam um processo de entrelaçamento quântico que faz com que os cálculos sejam absurdamente mais rápidos e precisos.

Desafios

A grande questão é que criar um computador quântico é extremamente caro, difícil de fazer e o poder computacional depende de quantos QUBITS esse computador tem.

Rumores dizem que o Google já possui um computador quântico com 53 qubits. Mas, para quebrar a criptografia do Bitcoin, por exemplo, seria necessário milhares ou até milhões de qubits.

Então, é possível sim criar um PC quântico. Porém, ainda estamos longe de criar uma máquina que pode colocar todos os sistemas e redes globais abaixo, bem como a rede BTC.

E mais longe ainda de produzir esse tipo de máquina em escala.

Como seria um ataque de um computador quântico à rede bitcoin?

Em um cenário hipotético em que um computador quântico poderoso e escalável seja desenvolvido, existiria 2 algoritmos na rede BTC que poderiam ser atacados pelos computadores quânticos:

1. Algoritmo de assinaturas digitais, o ECDSA – Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica
2. Algoritmo de hash, o SHA-256

ECDSA

Os computadores quânticos iriam atacar num primeiro momento o algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA), porque os computadores quânticos conseguem quebrar esse tipo de criptografia mais facilmente.

Se você já fez uma transferência do seu endereço bitcoin e assinou uma transação, você usou a sua chave privada. Isso quer dizer que você, em algum nível, expôs seu endereço para toda a blockchain bitcoin.

Assim, um computador quântico poderia, a partir desse endereço exposto, extrair a sua chave privada, ou seja, o código que dá acesso aos seus bitcoins na sua carteira.

Esse processo de descobrir as senhas através de cálculos na tentativa e erro a uma velocidade descomunal se chama “força bruta”.

Um computador comum, mesmo os mais modernos, não tem poder computacional para quebrar a criptografia de curva elíptica na força bruta, isso levaria 10 bilhões de anos. Porém, para um computador quântico isso poderia ser possível.

Mas calma, isso ainda está muito longe de acontecer!

A gente ainda não tem computadores quânticos, muito menos com essa capacidade. E mesmo se houvesse, o Bitcoin seria o último dos alvos.

Como comentei antes, há alvos muito mais propensos a receber esses ataques do que a rede bitcoin que ainda é um alvo pequeno, bem como jatos e submarinos nucleares, sistema bancário global e toda a estrutura da internet.

SHA-256

As transações mais antigas são as mais vulneráveis pois elas utilizavam um tipo de assinatura chamado P2Pk , que corresponde a região em cinza no gráfico abaixo:

Esse tipo de assinatura torna mais fácil extrair a chave privada a partir da chave pública.

Em 2011, na parte rosa do gráfico, a rede passou a mostrar as chaves públicas com hash, o que torna um pouco mais difícil de extrair a chave privada da chave pública e aumenta o grau de segurança dos endereços.

Com esse hash que foi adicionado nos endereços, o computador quântico precisaria não só extrair a sua chave privada da sua chave pública (ou endereço), mas precisaria também quebrar a criptografia, ou seja, quebrar a SHA-256.

Logo, quanto menos vezes um endereço é usado para transações, menor a chance dele ser quebrado. É por esse motivo que muitas das carteiras populares mudam o seu endereço de carteira a cada transação que você realiza. Isso ocorre com o intuito de diminuir a sua vulnerabilidade caso um evento desses ocorra.

Dessa forma, podemos considerar que a gente vai saber se a rede bitcoin estiver na mira dos computadores quânticos, pois se esses computadores roubarem essas carteiras mais antigas que ainda estão no algoritmo p2pk, ou roubarem bitcoin de pessoas que esqueceram as chaves de suas carteiras, poderá ser o sinal que há um ataque à rede.

Além disso, como a rede bitcoin é muito transparente, a gente vai conseguir observar muito cedo qualquer tipo de ataque e migrar para algorítimos mais seguros. Basta fazer um soft fork na rede para um algoritmo quantum resistente.

Criptografia resistente à computação quântica

Um aspecto importante a ser destacado é que os avanços na área da criptografia resistente à computação quântica estão ocorrendo em ritmo acelerado, superando significativamente o desenvolvimento dos próprios computadores quânticos.

Isso se deve ao fato de que os pesquisadores encontram menos dificuldades na aplicação prática dos princípios matemáticos do que na construção física de um computador quântico.

É altamente improvável que o algoritmo SHA-256, usado na criptografia do Bitcoin, seja quebrado no futuro próximo.

É fácil quebrar a criptografia do bitcoin?

Quebrar uma função de hash da SHA-256 é tão difícil quanto encontrar um grão de areia no universo.

Um computador quântico conseguiria quebrar UMA carteira de Bitcoin mas não a SHA-256, porque ela é resistente à computação quântica.

Portanto, a rede bitcoin estaria segura mesmo com a criação de computadores quânticos.

Ajuste de dificuldade

Além disso, mesmo que fosse viável quebrar o algoritmo SHA-256, o Bitcoin possui um mecanismo conhecido como ajuste de dificuldade.

Esse mecanismo opera de forma a adaptar a dificuldade de criação de novos blocos durante o processo de mineração do Bitcoin, em resposta ao aumento do poder computacional da rede conforme mais pessoas se envolvem na mineração da criptomoeda.

Isso quer dizer que qualquer supercomputador que entrasse na rede iria conseguir ter o monopólio sobre a mineração dos blocos da rede somente até o próximo ajuste de dificuldade.

A rede bitcoin só pode aumentar a dificuldade em 4x a cada ajuste e isso poderia demorar um pouco até chegar no nível computacional do PC quântico. Porém, em algum momento, a rede vai alcançar esse super PC e reequilibrar a dificuldade até chegar ao nível de um computador quântico.

Histórico

Vamos considerar o panorama de forma abrangente. A eventual chegada de computadores quânticos não representaria uma mudança drástica para a rede Bitcoin, que já testemunhou a transição por diferentes fases, desde a era das CPUs, passando pelas GPUs e, mais recentemente, pelas ASICs.

Na verdade, os computadores quânticos poderiam ser vistos como uma oportunidade de evolução para fortalecer ainda mais a própria rede Bitcoin.

Outro ponto relevante é que a criação de um computador quântico é um empreendimento altamente sigiloso e custoso. Os primeiros computadores quânticos serão de propriedade de grandes corporações ou governos.

É improvável que essas entidades revelem sua supremacia quântica atacando diretamente o Bitcoin. Mesmo que ocorra um roubo de algumas moedas, é do interesse do invasor agir de forma lenta e discreta, visando obter o máximo de lucro possível.

Em vez de arriscar provocar uma queda no preço do Bitcoin e expor antecipadamente essa nova “arma tecnológica” ao mundo, eles prefeririam realizar o roubo de forma gradual e secreta.

Portanto, a possibilidade de um ataque massivo ou repentino ao Bitcoin por parte de computadores quânticos é bastante improvável, considerando as circunstâncias atuais.

Moral da história

Até agora nenhum computador quântico foi de fato criado e muito menos tem capacidade para atacar a rede bitcoin.

E como já dito antes, caso isso venha acontecer a gente saberá com muita antecedência como essa tecnologia está sendo usada.

O ataque às moedas mais antigas soaria o alarme de todo mundo que monitora a blockchain do bitcoin.

Lembre-se, Bitcoin é bastante forte contra esse tipo de ataque e, na pior das hipóteses, a rede pode tranquilamente fazer um fork para um algoritmo de assinatura resistente a computação quânticos.

Quer entender ainda mais sobre computadores quânticos e Bitcoin? Então, assista o vídeo abaixo!

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