O blockchain deveria ser seguro — mas um novo estudo de cientistas de computação quântica alerta que a tecnologia quântica em rápido avanço representa uma vulnerabilidade para a tão falada tecnologia.
• O que é o blockchain e por que o bitcoin depende dele?
O blockchain é a tecnologia por trás do bitcoin. Ele é usado como um livro-razão digital seguro e como um sistema de autenticação mantido por seus usuários, em vez de por uma autoridade central. Mas computadores quânticos podem, em breve, ter a capacidade de quebrar seus códigos.
“Computadores apresentam um risco a qualquer tipo de segurança em que criptografia de chave pública esteja envolvida”, disse Alexander Lvovsky, físico experimental da Universidade de Oxford, em entrevista ao Gizmodo. “Entretanto, blockchains estão especialmente sob risco, porque são completamente anônimos. Eles são protegidos apenas por criptografia de chave pública, enquanto o setor bancário tem contadores humanos, cartões plásticos e caixas eletrônicos. Você precisa ser um humano para usar um banco, mas não precisa ser humano para usar o blockchain.”
Um processador de computador traduz todas as informações em uma série de unidades individuais chamadas bits, que podem assumir um dos dois valores (zero ou um) e interagir por meio das regras da lógica.
Computadores quânticos são simplesmente um novo tipo de processador de computador cujos bits quânticos, ou qubits, podem assumir valores entre zero e um durante o cálculo e interagir com toda a matemática dos computadores comuns, além de novas operações baseadas na física das partículas subatômicas. Supostamente, essas novas operações dariam aos computadores quânticos uma vantagem sobre os computadores clássicos quando se trata de tarefas complicadas de computação, como criar inteligência artificial avançada ou modelar interações químicas. Mas o mais importante para essa conversa é que a computação quântica tem o potencial de quebrar a amplamente usada criptografia de chave pública.
Dados normalmente são criptografados usando funções de mão única, uma operação de tal forma que é fácil combinar duas entradas, mas difícil separá-las. Um exemplo de uma função de mão única usada na criptografia é multiplicar grandes números primos. Computadores podem gerar um código executando a fácil tarefa de multiplicar grandes números primos, mas têm dificuldade em fatorar grandes números em números primos sem ter alguma informação sobre o que ocorreu. Um dia, um computador quântico pode facilmente executar esse fatoramento, tornando esse método criptográfico inútil. Não está claro quando esse avanço quântico acontecerá.
O blockchain depende dessas funções de mão única para criar assinaturas digitais difíceis de falsificar para itens no livro-razão, combinando dados sobre o livro-razão e sobre o novo item a ser adicionado. Mas não existem humanos para fortalecer as defesas. “Um blockchain está particularmente em risco, porque as funções de mão única são sua única linha de defesa — a única proteção do usuário é sua assinatura digital, enquanto os clientes bancários são protegidos por cartões de plástico, perguntas de segurança, checagens de identidade e caixas humanos”, escrevem os autores do comentário publicado na revista Nature.
É difícil avaliar o quão preocupados deveríamos realmente estar. Os computadores quânticos estão em seus primórdios, comparáveis à era do tubo de vácuo dos computadores comuns. Um computador quântico avançado, capaz de rodar o algoritmo de Shor, de fatoração numérica e quebra de criptografia, pode estar a várias décadas de distância, mas novos algoritmos avançam rapidamente, e há rumores e documentos descrevendo métodos que podem ser capazes de reverter essas funções de mão única talvez em um década.
“Assim como o hardware atual (de computação quântica), algoritmos capazes de ameaçar a criptografia no curto prazo não estão maduros, mas estão avançando rapidamente”, disse Nick Farina, CEO da startup de computação quântica EeroQ Quantum Hardware, em entrevista ao Gizmodo. “A solução não é entrar em pânico, mas acompanhar os desenvolvimentos de ambos os lados da computação quântica de perto e investigar segurança pós-quântica um pouco mais cedo do que se planeja atualmente.”
Robert Tutor, vice-presidente da divisão de pesquisa e desenvolvimento da IBM e responsável pelo programa IBM Q, concordou que não é cedo demais para fortalecer a segurança. “A maioria das pessoas concorda que é prudente investigar agora a próxima geração de protocolos de criptografia. De fato, isso deveria ser uma parte padrão das operações de cibersegurança e proteção de dados de todas organizações”, contou ao Gizmodo.
As soluções são aquelas que temos escrito há muito tempo: a curto prazo, cientistas estão desenvolvendo algoritmos pós-quânticos seguros (algoritmos de mão única difíceis tanto para computadores clássicos quanto quânticos) que poderiam ser aplicados no negócio de blockchain. Mais adiante, as comunicações quânticas estão avançando, de processadores a internet quântica, podendo oferecer novas tecnologias de criptografia.
Mas já vale a pena começar cedo. “A espada ainda é uma questão do futuro — ela não existe”, disse Lvovsky. “Mas o escudo já existe.”