Embora o blockchain seja tradicionalmente visto como seguro, é vulnerável a ataques de computadores quânticos.

Agora, uma equipe de pesquisadores russos desenvolveu uma solução para o desafio do blockchain da era quântica, usando distribuição quântica de chaves (QKD).

Escrevendo na revista Quantum Science and Technology, os pesquisadores estabeleceram uma plataforma de blockchain segura quântica que usa QKD para obter autenticação segura.

O blockchain é uma plataforma de razão distribuída que permite o consenso em uma grande rede descentralizada de partes que não confiam umas nas outras. As transações são responsáveis ​​e transparentes, tornando-o útil para uma variedade de aplicações de contratos inteligentes e finanças, para manufatura e saúde. Uma das aplicações mais importantes de blockchains são as criptomoedas, como Bitcoin.

Autor principal, Dr. Evgeniy Kiktenko, do Russian Quantum Center, Moscou, disse:"Blockchain é promissor para uma ampla gama de aplicativos. Mas as plataformas atuais dependem de assinaturas digitais, que são vulneráveis ​​a ataques de computadores quânticos. Isso também se aplica às funções de hash criptográficas usadas na preparação de novos blocos, o que significa que aqueles com acesso à computação quântica teriam uma vantagem injusta na obtenção de recompensas de mineração, como Bitcoins. Esses riscos são significativos - prevê-se que 10 por cento do PIB global será armazenado em blockchains ou tecnologia relacionada a blockchain até 2025.

Para superar esses riscos, os pesquisadores desenvolveram uma plataforma blockchain combinando a replicação da máquina de estado original - um método geral para implementar um serviço tolerante a falhas replicando servidores e coordenando as interações do cliente com réplicas de servidor - sem o uso de assinaturas digitais, e QKD para fornecer autenticação

Eles então executaram um experimento para testar sua capacidade em uma rede QKD urbana.

Co-autor principal, Dr. Aleksey Fedorov, do Russian Quantum Center, disse:"Usar QKD para blockchains pode parecer contra-intuitivo, como as redes QKD dependem da confiança entre os nós, enquanto muitos blockchains não têm essa confiança. Mais especificamente, pode-se argumentar que o QKD não pode ser usado para autenticação porque requer um canal clássico autenticado para operação em si.

"Contudo, cada sessão de comunicação QKD gera uma grande quantidade de dados secretos compartilhados, parte do qual pode ser usado para autenticação em sessões subsequentes. Portanto, uma pequena quantidade de chave secreta 'seed' que as partes compartilham antes de sua primeira sessão QKD garante sua autenticação segura para todas as comunicações futuras. Isso significa que o QKD pode ser usado no lugar das assinaturas digitais clássicas. "

Além de usar QKD para autenticação, os pesquisadores redefiniram o protocolo de adição de novos blocos de uma forma diferente das criptomoedas modernas. Em vez de concentrar o desenvolvimento de novos blocos nas mãos de mineiros individuais, eles empregaram o protocolo de transmissão de informação teoricamente seguro, onde todos os nós chegam a um acordo sobre um novo bloco em termos iguais.

O co-autor principal, Prof. Alexander Lvovsky, disse:"Uma vantagem crucial de nosso protocolo de blockchain é sua capacidade de manter a transparência e integridade das transações contra ataques com algoritmos quânticos. Nossos resultados, portanto, abrem possibilidades para a realização de plataformas de blockchain quantum-seguras escaláveis. Se percebi, tal plataforma de blockchain pode limitar os riscos econômicos e sociais de avanços iminentes na tecnologia de computação quântica. "