Computadoras cuánticas, la amenaza más poderosa para Bitcoin

Desde que apareció a luz pública la publicación de Satoshi Nakamoto en el 2008, Bitcoin ha sorteado con éxito una serie de obstáculos y ataques que en su momento pudieron ralentizar su desarrollo pero que nunca lograron detenerlo.

A diferencia de lo que muchos escépticos siempre tuvieron en mente, la criptomoneda se mantuvo firme en todo momento, ganando más seguidores a pesar de las diversas campañas negativas en su contra. Bitcoin derrotó los esperados mitos económicos, tecnológicos, políticos y culturales que le harían oposición a su avance. En todo momento, la red de pagos descentralizada no sólo salió airosa, sino que además ganó mayor aceptación y solidez.

A pesar de todo, el camino aún empieza y Bitcoin sigue luchando por establecerse en las vidas de la gente común como lo que realmente es: una tecnología innovadora que ha llegado para llevar las redes de pagos a un mejor nivel de confianza, eficiencia y transparencia; y el dinero a su forma más pura y abstracta: un medio intangible de intercambio.

En el estudio publicado por la Fundación Bitcoin en el 2014 sobre las diferentes amenazas que la red Bitcoin enfrentaba, y seguirá enfrentando, en la búsqueda del éxito como un recurso de uso masivo; destacaban el desarrollo del software, la minería, la red de nodos, la red de pagos, la emisión constante de monedas, los servicios avanzados, el sector de negocios asociado, la aceptación de Bitcoin, la inclusión financiera global, libertad y la privacidad de los usuarios en la red.

Justamente sobre éste último punto de la privacidad, hoy emerge una tecnología que debido a su avanzado desarrollo, los poderosos recursos de financiamiento con los que cuenta y el atractivo que posee para los intereses de la banca y los estados, sin duda alguna es una amenaza para la red Bitcoin. Hablamos de las computadoras cuánticas y sus algoritmos criptográficos asociados.

Estas computadoras funcionan bajo un algoritmo basado en las leyes de la mecánica cuántica y, a diferencia de sus similares clásicas, utilizan los qubits como unidades de cómputo en ves de los tradicionales bits. Las computadoras cuánticas abren nuevas posibilidades con las que problemas matemáticos que son irresolubles en la computación clásica, se vuelven completamente accesibles.

Precisamente en este año, 2015, han surgido a la luz pública numerosas noticias sobre la computación cuántica que destacan los recientes resultados obtenidos por el proyecto de D-Wave, el cual es financiado y apoyado por NASA y Google para desarrollar las primeras aplicaciones de este nuevo paradigma computacional.

Y es que en los recientes anuncios hechos por los entes relacionados con el proyecto, se ha confirmado que los resultados obtenidos hasta ahora por estas computadoras cuánticas son muy superiores a sus similares clásicas. Llegando inclusive a realizar tareas de cómputo con velocidades 100 veces mayores a las de un ordenador actual.

Sin embargo, y en relación a la red Bitcoin, la característica más resaltante de este nuevo paradigma de computación es la capacidad de romper con los algoritmos de criptografía que se emplean actualmente y que, ahora con la aparición de una computadora cuántica probadamente exitosa, dichos experimentos pueden ser aplicados.

Bitcoin y las computadoras cuánticas

Los actuales algoritmos que emplea el protocolo Bitcoin para la creación de claves públicas y privadas están basados en la Criptografía de Curva Elíptica (ECC en sus siglas en inglés). A diferencia de otros sistemas de criptografía, éste permite la asignación de claves más cortas al mismo tiempo que proporciona niveles de seguridad mayores. Aun así, como toda la informática actual, está basado en el paradigma de computación binario.

La diferencia de velocidad de procesamiento de datos entre las computadoras clásicas y las computadoras cuánticas es abismal, llegando a ser hasta cien millones de veces más rápida con la segunda. Lo cual nos lleva a preguntarnos ¿Son capaces las computadoras cuánticas de descifrar y romper los esquemas criptográficos clásicos?

La respuesta es un rotundo sí, que incluso ya fue demostrado en la década de los 90 mediante el algoritmo creado por Peter Shor, un matemático estadounidense que logró demostrar el inmenso potencial de la computación cuántica y que diseñó aplicaciones a su algoritmo que rompieron con diversos esquemas de la criptografía tradicional.

A pesar de lo expuesto por Shor, todavía no está claro si específicamente la Criptografía de Curva Elíptica que emplea el protocolo de Bitcoin puede ser violada por computadoras cuánticas, pero con la gran capacidad de cómputo de estos nuevos ordenadores, es muy probable que sí. Además, es importante tener en cuenta que el desarrollo de estos esquemas siempre ha permanecido en secreto y que sólo se publican luego de tener aplicaciones comprobadas previamente, donde además toman parte los intereses estatales con respecto a la información que debe hacerse pública.

No obstante, datos bastante interesantes a tomar en cuenta los exponen los expertos en criptografía Neal Koblitz y Alfred J. Menezes en una publicación que menciona el reciente impulso por parte de la Agencia de Seguridad Nacional de los Estados Unidos (NSA) a desarrollar algoritmos criptográficos a prueba de computadores cuánticos. Lo que directamente indica la futura obsolescencia de los algoritmos criptográficos (incluyendo el ECC) basados en el paradigma de computación clásica.

Al ingresar a la página de la NSA, podemos ver que la institución ya ha anunciado sus planes para la transición hacia algoritmos criptográficos que sean resistentes a ataques desde computadoras cuánticas, confirmando la apuesta directa por éstas nuevas tecnologías que posiblemente desplacen la computación actual en los próximos años.

¿Dónde queda Bitcoin en todo esto?

La seguridad de Bitcoin actualmente es sólida y su violación depende casi exclusivamente de los usuarios y su manejo de claves. Más allá de hipótesis que indican que su algoritmo criptográfico puede ser roto, no han habido registros de tales sucesos ni dentro de Bitcoin ni en otras redes que utilicen tal protocolo de encriptación.

Las computadoras cuánticas siguen siendo proyectos ambiciosos y, como toda nueva tecnología, necesitan de un tiempo de prueba y exploración antes de alcanzar la adopción masiva. Sin embargo, ya es conocido que el poder de procesamiento de cómputo que ofrece este nuevo paradigma es mucho más rápido que los actuales y, sumado a los antecedentes de algoritmos de computación cuántica que rompen la seguridad de los actuales esquemas binarios, no es descabellado pensar que la amenaza para la seguridad de la red Bitcoin exista.

Es por ello que es necesario que los usuarios y desarrolladores del ecosistema de Bitcoin empiecen a nutrirse de información relacionada a este tema para constituir soluciones conjuntas que fortalezcan la seguridad de la red, específicamente los algoritmos de criptografía asociados. Al ser una red descentralizada, Bitcoin necesita que los profesionales entusiastas de dicha tecnología colaboren de forma activa en la búsqueda de soluciones que permitan sortear los obstáculos presentes y garantizar la estabilidad de la red para el futuro.

Imagen destacada por Magnus Manske / CC BY 4.0