El 9 de diciembre, Google, el gigante tecnológico, anunció el lanzamiento de Willow, su nuevo chip cuántico. Este avance despertó debates sobre el impacto potencial de esta tecnología en la seguridad de Bitcoin (BTC), cuya criptografía se basa en algoritmos que, en teoría, podrían ser vulnerados por sistemas cuánticos en el futuro.
Hipotéticamente, un ordenador cuántico poderoso comprometería la criptografía de BTC. Bitcoin utiliza algoritmos para proteger las firmas digitales de las transacciones y la minería.
El chip de Google tiene la capacidad de resolver un problema matemático “en 5 minutos que a una supercomputadora le demoraría 10 septillones de años (es decir, 10 25), un número que excede ampliamente la edad del Universo”, de acuerdo con el comunicado de la compañía.
Willow está compuesto por 105 cúbits físicos. Los cúbits (en inglés qubits) son la unidad básica de información en una computadora cuántica, similar a los bits en una computadora clásica.
El equipo detrás de este chip añadió que «Willow puede reducir los errores exponencialmente a medida que aumentamos la escala utilizando más cúbits», lo que sugeriría que en el futuro existirían versiones más potentes.
¿Qué hace este chip cuántico y cómo podría afectar a Bitcoin?
La computación cuántica provee enfoque de procesamiento de información basado en las leyes de la mecánica cuántica para realizar cálculos a grandes escalas. En lugar de bits clásicos, utiliza cúbits (bits cuánticos), que pueden representar simultáneamente el 0 y el 1 gracias a un fenómeno de la mecánica cuántica conocido como superposición.
Sumado a otros fenómenos, como el entrelazamiento, estas cualidades de la computación cuántica le permiten realizar cálculos exponencialmente más rápidos en ciertos problemas matemáticos.
La computación cuántica es especialmente útil para problemas que requieren una exploración masiva de posibilidades como procesamiento de datos, planificación de rutas y simulación de moléculas para desarrollar medicamentos; en criptografía, para desarrollar sistemas más seguros o romper algoritmos.
En otras palabras, las computadoras cuánticas están diseñadas para resolver problemas que las computadoras clásicas no pueden o tardarían mucho más tiempo en hacerlo. Recientemente, las empresas Microsoft y Atom Computing desarrollaron una computadora cuántica comercial, que estaría en el mercado para 2025.
En el contexto de Bitcoin, las capacidades potenciales de la computación cuántica para resolver problemas criptográficos podrían poner en riesgo, en algún momento de la historia, la seguridad del cifrado de BTC.
¿Cuál es el cifrado utilizado en Bitcoin?
Bitcoin utiliza criptografía para garantizar la seguridad de las transacciones y la propiedad de los activos. El algoritmo empleado para efectuar la firma digital de las operaciones en su red es ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm).
La seguridad de ECDSA se basa en la dificultad de resolver el problema matemático de la clave privada a partir de la clave pública (problema de logaritmo discreto elíptico), que es extremadamente difícil de comprometer para las computadoras clásicas.
Sumado a ello, la red Bitcoin utiliza el algoritmo de minería SHA-256 (Secure Hash Algorithm). Es un algoritmo de hash utilizado en el proceso de minería para proteger la red. Su seguridad se funda en la dificultad de encontrar colisiones (dos entradas diferentes que producen el mismo hash).
Tras conocerse la noticia de Willow, surgió la pregunta sobre si un ordenador cuántico lo suficientemente avanzado podría romper los esquemas de criptografía de Bitcoin.
Los algoritmos cuánticos, como Shor, pueden factorizar números grandes de manera eficiente.
Esto significa que un atacante hipotético, mediante ordenadores cuánticos, podría romper el algoritmo ECDSA utilizado para generar las claves privadas de Bitcoin. Si esto ocurriera, dicho atacante podría obtener las claves privadas y firmar transacciones en nombre de los usuarios sin su consentimiento.
¿La computación cuántica podría comprometer la minería de Bitcoin?
Adicionalmente, y en términos teóricos también, los avances en computación cuántica podrían acelerar el proceso de minería de Bitcoin.
Usando el algoritmo Grover, un ordenador cuántico podría reducir el tiempo necesario para encontrar soluciones válidas en SHA-256, otorgando ventajas desproporcionadas a los mineros cuánticos.
Este algoritmo podría agilizar la búsqueda en bases de datos no ordenadas, lo que disminuiría significativamente la seguridad de las funciones hash como SHA-256. Los mineros cuánticos podrían resolver los problemas de minería más rápido, obteniendo recompensas de bloque con mayor frecuencia que los mineros clásicos.
La computación cuántica, y el chip Willow de Google, podrían afectar a Bitcoin de varias maneras teóricas debido a su capacidad para realizar cálculos extremadamente complejos a velocidades mucho mayores que las computadoras clásicas.
Sin embargo, el riesgo cuántico es una preocupación a largo plazo que podría mitigarse con actualizaciones a algoritmos resistentes a la computación cuántica.
Por ejemplo, tras conocida la noticia de Willow, analistas de Bernstein Research sugirieron que “cualquier amenaza práctica para Bitcoin parece estar a décadas de distancia” con la computación cuántica.
Pese a esa afirmación, estos especialistas también dejaron en claro que la comunidad bitcoiner debiera comenzar a prepararse para el futuro cuántico.
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