Criptomoedas como o bitcoin recentemente capturaram a imaginação do público porque oferecem uma alternativa interessante aos sistemas monetários tradicionais.

As transações de Bitcoin são essencialmente uma série de quebra-cabeças armazenados em público no blockchain. Os quebra-cabeças usados ​​para proteger o bitcoin são tão complexos que a tecnologia atual dos computadores não é poderosa o suficiente para decifrá-los.

Mas os computadores quânticos podem decifrar esses quebra-cabeças nas próximas décadas. Veja como isso pode acontecer com seu bitcoin.

Como funciona a criptografia por trás do bitcoin?

As moedas tradicionais dependem de intermediários confiáveis, como bancos, para verificar e registrar todas as transações monetárias. A economia da criptomoeda, em vez disso, depende de um livro-razão público - o blockchain - que é mantido por todos os participantes honestos da rede bitcoin.

Os bancos geralmente são obrigados por lei a autenticar o remetente e o destinatário de qualquer transação. Mas as transações de criptomoeda podem, em princípio, ser realizado anonimamente.

Imagine um destinatário de bitcoin potencial hipotético chamado Alice. Ela deve primeiro criar um quebra-cabeça único e extremamente difícil que só pode ser facilmente resolvido usando uma dica secreta (chamada de chave privada) que ela guarda para si mesma. Além disso, deve ser fácil verificar se a solução está correta. Isso é feito usando outra dica (chamada de chave pública). Depois que isso acontecer, Alice envia o quebra-cabeça para qualquer pessoa que queira enviar bitcoins para ela.

Agora imagine um remetente; vamos chamá-lo de Bob.

Se Bob quiser enviar bitcoin para Alice, ele enviará uma transação à rede que contém dois ingredientes:o quebra-cabeça de Alice e uma solução para um quebra-cabeça de desbloqueio de fundos enviados a Bob em uma transação anterior. Ele também revelará a chave pública usada para verificar a solução. Se a solução for verificada pelos diferentes participantes da rede, eles assumirão que Bob está realmente autorizado a gastar seu bitcoin e aceitar a transação no blockchain. Alice agora pode gastar os fundos revelando uma solução para seu quebra-cabeça.

Desta maneira, todo o livro-razão das transações de bitcoin é inteiramente público, enquanto as identidades dos proprietários de bitcoins são protegidas.

Você pode acessar bitcoin sem a chave privada?

Na verdade, qualquer pessoa que consiga resolver um dos quebra-cabeças do blockchain sem a dica secreta pode acessar os fundos armazenados lá. Portanto, a única característica distintiva dos destinatários pretendidos é que eles podem resolver esses quebra-cabeças com mais eficiência do que outros, graças à dica secreta que só eles sabem.

A maioria dos quebra-cabeças usados ​​para bitcoin assume a forma de assinaturas. Nomeadamente, transações bitcoin são assinadas eletronicamente usando algoritmos realmente complicados baseados no que os matemáticos chamam de curvas elípticas. A ideia é que criar tal assinatura é proibitivamente difícil para qualquer computador, a menos que alguém tenha a chave secreta, e que pode ser verificado facilmente usando a chave pública.

Contudo, embora essas assinaturas realmente pareçam impossíveis de falsificar para os computadores de hoje, os computadores quânticos podem potencialmente resolvê-los de forma muito eficiente. Isso é possível porque os computadores quânticos não estão restritos ao processamento de informações digitais, mas, em vez disso, execute cálculos diretamente usando as interações da mecânica quântica que dominam a física em uma escala microscópica.

Os pesquisadores ainda estão tentando descobrir exatamente que tipo de problemas os computadores quânticos são superiores para resolver. Mas sabemos que dois problemas subjacentes a grande parte da criptografia de hoje são aqueles que os computadores quânticos de amanhã podem ser capazes de resolver de forma bastante eficiente (para os especialistas em casa, além de resolver curvas elípticas, o outro problema é encontrar os fatores primos de um número).

Em particular, A criptografia de curva elíptica pode ser quebrada executando uma variante do algoritmo de Shor. Este algoritmo é capaz de calcular a chave secreta da chave pública de forma eficiente, e, portanto, é capaz de criar assinaturas rapidamente assim que a chave pública for revelada. Isso não pode ser feito com os computadores de hoje. Na verdade, acreditamos que apenas os computadores quânticos serão capazes de realizar esse cálculo.

Como um ladrão com um computador quântico roubaria bitcoin?

A mecânica atual do bitcoin significa que a chave pública só é revelada com a assinatura quando uma transação é proposta para a rede. Portanto, há uma janela de oportunidade muito curta para um computador quântico calcular a chave privada a partir da chave pública e apresentar uma transação assinada alternativa (por exemplo, fazer o dinheiro de Bob ir para o ladrão em vez de para Alice).

Podemos pensar neste ataque como análogo a roubar um cliente antes que ele entre em um banco para depositar dinheiro.

Para piorar as coisas, para muitas transações bitcoin, a chave pública já é conhecida e armazenada no blockchain. Isso remove a restrição de tempo para o ataque acima e permite que um ladrão roube fundos mesmo se nenhuma transação for proposta. Isso afeta aproximadamente um terço do capital do mercado de bitcoin, ou várias dezenas de bilhões de dólares.

É mais como um assalto a banco tradicional, em que o ladrão não precisa esperar que o cliente faça as transações.

É difícil prever quando os computadores quânticos serão fortes e rápidos o suficiente para realizar esses ataques, mas é justo presumir que estaremos seguros pelo menos nos próximos dez anos.

Podemos tornar o bitcoin seguro?

É importante que os pesquisadores encontrem alternativas para a criptografia de curva elíptica que sejam resistentes a ataques de computadores quânticos.

E embora nenhum padrão tenha surgido ainda, criptomoedas alternativas que levam em consideração os computadores quânticos estão sendo desenvolvidas agora. Portanto, mesmo que o bitcoin possa sucumbir aos computadores quânticos, blockchain e criptomoedas certamente continuarão existindo.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.