Ας υποθέσουμε ότι σήμερα ξεκινά να λειτουργεί ένας κβαντικός υπολογιστής ικανός να σπάσει τη σύγχρονη κρυπτογράφηση. Σε αυτή την περίπτωση, μια κβαντική επίθεση στο Bitcoin πιθανότατα θα περνούσε απαρατήρητη.
«Όλα θα έμοιαζαν με μια νόμιμη πρόσβαση», δήλωσε ο David Carvalho, Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας μετακβαντικών υποδομών Naoris Protocol. «Όταν νομίζεις ότι βλέπεις έναν κβαντικό υπολογιστή εκεί έξω, τότε αυτός έχει ήδη τον έλεγχο εδώ και μήνες».
«Δεν θα το ήξερες καν», είπε.
Ερευνητές στην IBM, στη Google και σε κρατικά εργαστήρια θέλουν να καλύψουν αυτό το κενό. Ωστόσο, ο χρόνος μετρά. Το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ (NIST) έχει αρχίσει να εγκρίνει μετα-κβαντικούς αλγόριθμους. Αντίθετα, τα περισσότερα δημόσια blockchains χρησιμοποιούν ακόμη κρυπτογράφηση της δεκαετίας του 1980.
Προς το παρόν, η απειλή είναι θεωρητική. Ωστόσο, αν η θεωρία γίνει πραγματικότητα, οι άμυνες του Bitcoin θα πέσουν πιο γρήγορα από όσο θα μπορούσε να αντιδράσει το δίκτυο, προειδοποίησε ο Carvalho.
Πώς μια κβαντική επίθεση θα μπορούσε να καταστρέψει το Bitcoin
Η βασική ασφάλεια του Bitcoin έχει ως θεμέλιο τον Αλγόριθμο Ψηφιακής Υπογραφής Ελλειπτικής Καμπύλης (ECDSA). Οι κρυπτογράφοι πρότειναν αυτό το πρότυπο για πρώτη φορά το 1985. Το σύστημα επιτρέπει στους χρήστες να αποδεικνύουν την ιδιοκτησία με ένα ιδιωτικό κλειδί. Αντίθετα, το δίκτυο βλέπει μόνο το αντίστοιχο δημόσιο κλειδί.
Ένας αρκετά ισχυρός κβαντικός υπολογιστής με τον αλγόριθμο του Shor θα μπορούσε θεωρητικά να βρει ένα ιδιωτικό κλειδί απευθείας από το δημόσιο. Ως αποτέλεσμα, οι επιτιθέμενοι θα είχαν πρόσβαση σε κάθε πορτοφόλι με εκτεθειμένο δημόσιο κλειδί στο blockchain. Για παράδειγμα, αυτό ισχύει για τα πορτοφόλια με τα πρώτα Bitcoin.
«Θα ήταν αδύνατο να αποδειχθεί ότι ένας κβαντικός υπολογιστής το έκανε αυτό, επειδή αποκτά νόμιμα πρόσβαση», είπε ο Carvalho. «Θα βλέπατε απλώς αυτά τα κέρματα να αλλάζουν θέση σαν να αποφάσιζαν οι ιδιοκτήτες τους να τα ξοδέψουν».
Ο Kapil Dhiman είναι Διευθύνων Σύμβουλος και ιδρυτής της Quranium, μιας νεοσύστατης εταιρείας blockchain για τη μετα-κβαντική ασφάλεια. Όπως προειδοποίησε, τα πρώτα και πιο ορατά θύματα θα είναι τα παλαιότερα πορτοφόλια.
«Τα νομίσματα του Satoshi είναι στάσιμα», είπε. «Αν αυτά τα νομίσματα αλλάξουν θέση, η εμπιστοσύνη στο Bitcoin θα πάθει ζημιά πολύ πριν αποτύχει το ίδιο το σύστημα».
Σε ένα τέτοιο σενάριο, το blockchain θα συνέχιζε να επεξεργάζεται κανονικά τις συναλλαγές. Οι miners θα έβγαζαν νέα μπλοκ και το ledger θα έμενε άθικτο. Ωστόσο, η ιδιοκτησία θα είχε αλλάξει χέρια αθόρυβα.
Σήμερα, οι πιο ισχυρές GPU και οι καλύτεροι αλγόριθμοι κάνουν τις επιθέσεις brute-force λίγο πιο αποτελεσματικές. Ωστόσο, το ECDSA με τα κλειδιά 256-bit του Bitcoin μένει πολύ πέρα από τις δυνατότητες της κλασικής πληροφορικής.
Το Bitcoin υστερεί έναντι του TradFi στη μετα-κβαντική κρυπτογράφηση
Οι τράπεζες, τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα και οι κυβερνητικές υπηρεσίες δοκιμάζουν ήδη τη μετα-κβαντική κρυπτογράφηση. Αντίθετα, τα περισσότερα μεγάλα blockchains χρησιμοποιούν ακόμη τεχνολογία της δεκαετίας του 1980.
«Όλα τα blockchains έχουν εντοπίσει αυτήν την ευπάθεια ως βασική αιτία», δήλωσε ο Dhiman. Μιλούσε για τον κίνδυνο να σπάσουν οι κβαντικοί υπολογιστές τις τρέχουσες μεθόδους κρυπτογράφησης, όπως το ECDSA.
Για να περάσει σε κβαντικά ανθεκτικό μοντέλο, το Bitcoin πρέπει να αλλάξει τους κανόνες συναίνεσης του δικτύου. Για κάτι τέτοιο, χρειάζεται ευρύς συντονισμός ανάμεσα σε miners, προγραμματιστές και χρήστες.
Οι ερευνητές έχουν καταθέσει πρώιμες προτάσεις. Για παράδειγμα, η Πρόταση Βελτίωσης Bitcoin 360 περιγράφει πιθανούς δρόμους για νέα κρυπτογραφικά σχήματα. Επίσης, μια άλλη πρόταση καταργεί σταδιακά τα παλαιότερα σχήματα υπογραφών. Στο μεταξύ, οι προγραμματιστές του Ethereum εξετάζουν υπογραφές με βάση πλέγματα και άλλες κβαντικά ανθεκτικές επιλογές. Ωστόσο, καμία δεν είναι ακόμη σε εφαρμογή.
Στα παραδοσιακά χρηματοοικονομικά, η μετάβαση έχει ήδη ξεκινήσει. Το NIST έχει εγκρίνει αλγόριθμους και η JPMorgan δοκίμασε ένα κβαντικά ασφαλές blockchain με την Toshiba. Επίσης, η SWIFT προσφέρει εκπαίδευση για την κβαντική ασφάλεια στο δίκτυό της.
«Τα παραδοσιακά χρηματοοικονομικά είναι στην πραγματικότητα μπροστά», είπε ο Carvalho. «Έχουν κεντρικό έλεγχο, προϋπολογισμούς και μια ενιαία αρχή που μπορεί να προωθήσει αναβαθμίσεις. Τα κρυπτονομίσματα δεν το έχουν αυτό. Εκεί, όλα θέλουν συναίνεση».
Ορισμένα νεότερα έργα blockchain παρουσιάζουν τον εαυτό τους ως κβαντικά ανθεκτικά από την αρχή. Για παράδειγμα, το Naoris Protocol του Carvalho παρέπεμψε σε μια ανεξάρτητη πρόταση για μετα-κβαντικά πρότυπα προς την Επιτροπή Κεφαλαιαγοράς των ΗΠΑ (SEC). Επίσης, το Quranium του Dhiman χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithm, με έγκριση από το NIST. Στο μεταξύ, το Quantum Resistant Ledger είναι blockchain με υπογραφές XMSS με βάση hash, έναν αλγόριθμο που πλέον έχει τυποποιήσει το NIST.
Τι θα συμβεί αν το Bitcoin αποτύχει στο κβαντικό τεστ
Για τον μέσο κάτοχο Bitcoin, η κύρια ανησυχία είναι μια ξαφνική κατάρρευση της εμπιστοσύνης. Μια κβαντική επίθεση θα μπορούσε να ρίξει κατακόρυφα τις τιμές. Επιπλέον, θα έπληττε τις παραδοσιακές αγορές, όπου η θεσμική υιοθέτηση των κρυπτονομισμάτων τρέχει γρήγορα.
«Υπάρχει μια μη μηδενική πιθανότητα να είναι διαθέσιμο τώρα. Η συναίνεση στις επιστημονικές, ερευνητικές και στρατιωτικές κοινότητες είναι ότι δεν ισχύει κάτι τέτοιο», δήλωσε ο Carvalho.
«Ωστόσο, δεν θα ήταν η πρώτη φορά που κάποιοι θα έσπαγαν κρυφά κρυπτογραφία παγκόσμιας κλάσης», πρόσθεσε. Όπως εξήγησε, εννοούσε το Enigma.
Η Ναζιστική Γερμανία χρησιμοποιούσε το κρυπτογράφημα Enigma στον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Τότε, όλοι το θεωρούσαν άθραυστο. Ωστόσο, οι κρυπταναλυτές του Άλαν Τούρινγκ στο Μπλέτσλεϊ Παρκ το έσπασαν κρυφά. Μάλιστα, οι Σύμμαχοι κράτησαν μυστική την ανακάλυψη, ώστε η Γερμανία να συνεχίσει να χρησιμοποιεί το κρυπτογράφημα.
«Όταν νομίζεις ότι βλέπεις έναν κβαντικό υπολογιστή, αυτός θα έχει ήδη τον έλεγχο εδώ και μήνες», προειδοποίησε ο Carvalho.
Ωστόσο, οι ειδικοί μένουν αισιόδοξοι ότι τα κβαντικά ασφαλή blockchains είναι εφικτά. Επίσης, πιστεύουν ότι ο κλάδος θέλει να ακολουθήσει τα πρότυπα που υιοθετεί ήδη η παραδοσιακή χρηματοδότηση.
«Τα κβαντικά ασφαλή συστήματα είναι εφικτά», δήλωσε ο Dhiman. «Απλώς πρέπει να αρχίσουμε να τα κατασκευάζουμε πριν η απειλή γίνει πραγματική».
Προς το παρόν, οι κβαντικές απειλές μένουν θεωρητικές. Η κρυπτογράφηση του Bitcoin είναι ισχυρή. Ένας υπολογιστής ικανός να τη σπάει υπάρχει προς το παρόν μόνο στα χαρτιά. Δείτε επίσης ποιος είναι ο Satoshi Nakamoto και γιατί τα νομίσματά του έχουν σημασία.
