Nuevos avances en computación cuántica y su impacto potencial en la cadena de bloques

La empresa Google ha lanzado recientemente su nuevo chip de computación cuántica Willow, esta tecnología innovadora representa otro gran avance desde que se logró por primera vez la "supremacía cuántica" en 2019. Willow cuenta con 105 qubits y ha alcanzado el mejor rendimiento en su categoría en dos pruebas de referencia: corrección de errores cuánticos y muestreo de circuitos aleatorios.

En las pruebas de referencia de muestreo de circuitos aleatorios, el chip Willow completó en solo 5 minutos una tarea de cálculo que la supercomputadora más rápida de la actualidad necesitaría 10^25 años para completar, un número que incluso supera la edad conocida del universo. Willow puede lograr una disminución exponencial en la tasa de errores y reducirla por debajo de un cierto umbral, lo cual es un requisito importante para la viabilidad de la computación cuántica.

Este avance tecnológico no solo ha impulsado el desarrollo de la Computación cuántica, sino que también ha tenido un profundo impacto en múltiples industrias, especialmente en el campo de la Cadena de bloques y las criptomonedas. Por ejemplo, el algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA) y la función hash SHA-256 se utilizan ampliamente en las transacciones de criptomonedas como Bitcoin. Los estudios muestran que los algoritmos cuánticos pueden romper estas bases criptográficas, aunque actualmente la cantidad de qubits necesarios sigue siendo muy grande.

En las transacciones de Bitcoin, existen dos tipos de direcciones de billetera: una que utiliza directamente la clave pública ECDSA del receptor, y otra que utiliza el valor hash de la clave pública. Dado que todas las transacciones de Bitcoin son públicas, esto significa que un atacante podría obtener la información de la clave pública del usuario. Una vez que se disponga de una computadora cuántica lo suficientemente potente, el atacante podría deducir la clave privada en poco tiempo, y así controlar el Bitcoin correspondiente.

A pesar de que las computadoras cuánticas actuales aún no representan una amenaza directa para los algoritmos de cifrado utilizados en la realidad, el rápido avance de esta tecnología ya ha planteado nuevos desafíos para la seguridad de los sistemas de criptomonedas. Proteger la seguridad de las criptomonedas frente al impacto de la computación cuántica se convertirá en el foco de atención conjunto del ámbito tecnológico y financiero.

Para hacer frente a este desafío, la tecnología de criptografía post-cuántica (PQC) ha surgido. PQC es un nuevo tipo de algoritmo de criptografía que puede resistir ataques de computación cuántica. Migrar la cadena de bloques a un nivel resistente a lo cuántico no solo es una exploración tecnológica de vanguardia, sino que también es para garantizar la seguridad a largo plazo y robusta de la cadena de bloques en el futuro.

Algunas instituciones de investigación han logrado avances en este campo, completando la construcción de capacidades de criptografía post-cuántica para todo el proceso de la Cadena de bloques y desarrollando una biblioteca de criptografía que admite múltiples algoritmos de criptografía post-cuántica de estándares NIST. Al mismo tiempo, para abordar el problema de la expansión del almacenamiento de firmas post-cuánticas, se ha optimizado el proceso de consenso y reducido la latencia de lectura de memoria, lo que permite que el rendimiento de la Cadena de bloques resistente a la computación cuántica alcance aproximadamente el 50% del rendimiento de la cadena original.

Además, también ha habido avances en la migración post-cuántica de algoritmos criptográficos de funciones ricas. Los investigadores han desarrollado un protocolo de gestión de claves distribuidas para el algoritmo de firma post-cuántica Dilithium del estándar NIST, que es el primer protocolo de firma umbral distribuido post-cuántico eficiente en la industria, con mejoras significativas en el rendimiento en comparación con las soluciones existentes.

Con el constante avance de la Computación cuántica, la industria de la Cadena de bloques y las criptomonedas necesita prepararse, desarrollando y desplegando activamente tecnologías resistentes a los cuánticos, para asegurar la seguridad y fiabilidad futuras. Esto no solo afecta la seguridad de los activos personales, sino también la estabilidad de todo el ecosistema de la economía digital.