es.wedoany.com Noticia: Un informe elaborado por un grupo de expertos en computación cuántica, criptografía y tecnología blockchain, encargado por Coinbase, señala que la industria de las criptomonedas debería dejar de debatir cuándo las computadoras cuánticas se convertirán en una amenaza y comenzar a prepararse para su eventual llegada.
Este informe, publicado por el Comité Asesor Independiente de Coinbase sobre Computación Cuántica y Blockchain (Coinbase Independent Advisory Board on Quantum Computing and Blockchain), reúne las opiniones de varios investigadores, entre ellos Scott Aaronson, profesor de la Universidad de Texas; Dan Boneh, profesor de la Universidad de Stanford; Justin Drake, investigador de la Fundación Ethereum; Sreeram Kannan, profesor de la Universidad de Washington; Yehuda Lindell, científico investigador de Coinbase; y Dahlia Malkhi, profesora de la Universidad de California en Santa Bárbara. El informe concluye que, aunque persisten importantes desafíos de ingeniería, es probable que finalmente se construyan computadoras cuánticas tolerantes a fallos a gran escala capaces de descifrar la criptografía de clave pública más utilizada en la actualidad. Por lo tanto, las blockchains, los exchanges, los custodios y los proveedores de billeteras deberían comenzar a implementar planes de migración hacia la seguridad resistente a la computación cuántica, en lugar de esperar a que surja una crisis.
El documento distingue entre las computadoras cuánticas experimentales actuales y las máquinas tolerantes a fallos necesarias para descifrar las criptomonedas protegidas con criptografía de curva elíptica. El comité enfatiza que la amenaza de la computación cuántica no es inminente, pero es lo suficientemente creíble como para justificar que retrasar la preparación introduce riesgos evitables para los activos digitales. Los dispositivos cuánticos actuales siguen siendo ruidosos y de escala limitada, y ejecutar el algoritmo de Shor (Shor's algorithm) contra los sistemas criptográficos modernos requeriría qubits lógicos protegidos por corrección de errores y millones de operaciones realizadas de manera confiable durante largos períodos.
El informe señala que los componentes básicos necesarios están comenzando a aparecer: la fidelidad de las puertas de dos qubits en varias plataformas de hardware ya ha alcanzado aproximadamente el 99.9%. Los estudios teóricos sugieren que, si este nivel se mantiene a medida que los sistemas se amplían significativamente, podría admitir la computación cuántica tolerante a fallos, aunque la ampliación en sí misma sigue siendo un desafío formidable. El comité advierte que no se debe confiar en métricas superficiales como el número bruto de qubits para evaluar el progreso, e identifica varios hitos que marcarían un paso significativo hacia la computación cuántica relevante para la criptografía, incluyendo la demostración de qubits lógicos tolerantes a fallos que superen a los componentes físicos subyacentes, la implementación exitosa de una versión tolerante a fallos del algoritmo de Shor en problemas pequeños, y la demostración práctica de una ventaja cuántica en tareas de simulación comercialmente importantes.
Curiosamente, el comité señala que el principal motor económico de la inversión en computación cuántica es la simulación cuántica, no la criptografía. El informe afirma que las aplicaciones relacionadas con la química, la ciencia de materiales y la física son las fuentes más probables de valor comercial a corto plazo. El éxito en estas áreas podría crear un círculo virtuoso: las aplicaciones útiles generan ingresos, los ingresos financian la mejora del hardware, y el hardware mejorado eventualmente hace posibles las máquinas relevantes para la criptografía. Si este impulso comercial se estanca, el cronograma de la amenaza cuántica para la criptografía podría alargarse significativamente, pero para los desarrolladores de blockchain, la incertidumbre temporal no elimina la necesidad de preparación.
El informe señala que la criptografía resistente a la computación cuántica ya existe. A diferencia de la distribución cuántica de claves, que requiere hardware cuántico especializado, los algoritmos criptográficos resistentes a la computación cuántica se ejecutan en computadoras tradicionales y pueden resistir ataques de futuros adversarios cuánticos. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU. ya ha estandarizado varios algoritmos resistentes a la computación cuántica, incluidos ML-KEM para el establecimiento de claves, ML-DSA y SLH-DSA para firmas digitales, mientras que otros algoritmos aún están en evaluación. El desafío no radica en la falta de candidatos, sino en cómo integrarlos en los sistemas blockchain sin comprometer el rendimiento, la descentralización o la usabilidad. Muchos sistemas blockchain existentes dependen en gran medida de las firmas digitales: los validadores las utilizan para alcanzar consenso, los usuarios confían en ellas para autorizar transacciones, y los proveedores de billeteras y custodios construyen su infraestructura de gestión de claves en torno a ellas. Esto significa que reemplazar estos sistemas no será sencillo.
El informe menciona repetidamente que las firmas resistentes a la computación cuántica son mucho más grandes que las firmas de curva elíptica comúnmente utilizadas hoy en día. Por ejemplo, una firma ML-DSA puede superar los 2400 bytes, mientras que una firma Ed25519 tiene aproximadamente 64 bytes; los métodos basados en hash pueden ser incluso más grandes. Este aumento es importante porque las blockchains están fundamentalmente limitadas por los costos de almacenamiento, ancho de banda y computación. El informe estima que la adopción directa de firmas resistentes a la computación cuántica podría reducir drásticamente el rendimiento de la blockchain, aumentar las tarifas de transacción y acelerar el crecimiento de la cadena. En un ejemplo hipotético de Bitcoin, reemplazar las firmas tradicionales con firmas ML-DSA podría reducir la capacidad de transacciones varias veces, incluso teniendo en cuenta el mecanismo de descuento de testigos de Bitcoin.
El impacto va más allá de las transacciones individuales: muchos sistemas de prueba de participación dependen de esquemas de firma agregada, como las firmas BLS, que pueden comprimir eficientemente las pruebas de miles de validadores; por ejemplo, Ethereum utiliza ampliamente las firmas BLS en su proceso de consenso. Actualmente no existe un equivalente resistente a la computación cuántica con una eficiencia comparable. Aunque los investigadores están desarrollando activamente sistemas de firma agregada y de umbral resistentes a la computación cuántica, los métodos actuales suelen implicar firmas más grandes, velocidades de ejecución más lentas y requisitos de comunicación interactiva que pueden complicar los protocolos de consenso. El informe recomienda que la comunidad blockchain comience inmediatamente a planificar estrategias de migración, especialmente aquellas comunidades cuyos modelos de seguridad dependen en gran medida de las técnicas de agregación.
El comité no aboga por una transición abrupta, sino que prefiere un enfoque por fases que incluya la introducción de puntos de control periódicos resistentes a la computación cuántica en las cadenas existentes, dotando a bloques seleccionados de firmas resistentes a la computación cuántica y anclando las primeras partes de la historia de la blockchain para prevenir futuros intentos de falsificación. Este enfoque podría permitir que la red obtenga una protección significativa sin reemplazar inmediatamente cada componente del sistema de consenso. El comité también enfatiza la importancia de la agilidad criptográfica (crypto-agility), es decir, la capacidad de actualizar los algoritmos criptográficos sin necesidad de un rediseño extenso. Las redes que incorporen flexibilidad en sus protocolos hoy probablemente tendrán una migración mucho más fácil en el futuro.
El informe señala diferencias entre los principales ecosistemas blockchain, sugiriendo que la arquitectura de contratos inteligentes de Ethereum podría ofrecer una mayor flexibilidad, ya que los desarrolladores pueden implementar mecanismos de firma alternativos sin necesidad necesariamente de cambios de gestión a nivel de todo el consenso. Bitcoin enfrenta desafíos diferentes, ya que las modificaciones al protocolo suelen avanzar con cautela y requieren un amplio consenso, lo que significa que las estrategias de migración deben minimizar las interrupciones mientras mantienen la compatibilidad con la infraestructura existente. Además de las consideraciones técnicas, el comportamiento del usuario podría ser un desafío aún más difícil. Migrar a millones de usuarios a nuevos estándares criptográficos probablemente requerirá una coordinación masiva entre exchanges, custodios, proveedores de billeteras y la comunidad blockchain. Los módulos de seguridad de hardware podrían necesitar actualizaciones, los sistemas de computación multiparte podrían requerir un rediseño, y las billeteras de software necesitarían nuevas funcionalidades. Sin embargo, es posible que algunos usuarios nunca migren.
El informe destaca que las billeteras inactivas son uno de los problemas de gestión más difíciles que enfrenta la industria. Si los propietarios no logran transferir sus activos a direcciones seguras contra la computación cuántica antes de que un ataque cuántico sea viable, la blockchain podría enfrentar opciones incómodas: los activos vulnerables podrían estar expuestos al riesgo de robo indefinidamente, o la comunidad podría decidir invalidar o "quemar" los fondos inaccesibles. Es poco probable que ambos resultados sean universalmente aceptados, por lo que el comité informa que estas decisiones no deben posponerse hasta que surja una crisis. Por el contrario, el comité escribe que la comunidad blockchain debería comenzar de inmediato a discutir las políticas relevantes y comunicarlas públicamente para reducir la incertidumbre entre inversores y usuarios.
El informe finalmente rechaza dos posturas extremas en el debate cuántico. Por un lado, se opone a la complacencia: el comité tiene una alta confianza en que finalmente se construirán computadoras cuánticas tolerantes a fallos a gran escala y advierte que no se debe asumir que las dificultades de ingeniería impedirán permanentemente el progreso. Por otro lado, el informe advierte contra el pánico: las computadoras cuánticas tolerantes a fallos capaces de amenazar las blockchains modernas aún no existen, y aún se necesitan avances científicos y de ingeniería significativos antes de que se vuelvan prácticas. El comité asesor considera que la respuesta adecuada es una preparación prudente, y añade que la industria de las criptomonedas ya ha enfrentado transiciones tecnológicas importantes antes, desde actualizaciones de escalabilidad hasta cambios de consenso. La migración a la criptografía resistente a la computación cuántica podría convertirse en otro capítulo de esa historia. Aunque el cronograma sigue siendo incierto, el comité informa que esta incertidumbre fortalece, en lugar de debilitar, la razón para actuar. Si la preparación comienza temprano, el ecosistema blockchain puede adaptarse de manera gradual y deliberada; si la industria espera hasta que la amenaza se vuelva apremiante, las opciones podrían volverse mucho más difíciles.
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