Computação Quântica pode acabar com o Bitcoin

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Criptomoedas

A junção das criptomoedas e computadores quânticos não é mais um tópico de ficção científica. É a fronteira em que a tecnologia e a criptografia se encontram.

E você? Já pensou em como isso afeta o universo das criptomoedas?

O que é Computação Quântica?

A computação quântica representa uma revolução na forma como processamos informações e garantimos a segurança das criptomoedas.

Ao contrário da computação clássica, que se baseia em bits, a computação quântica usa qubits (ou bits quânticos) e se apoia em princípios quânticos, como superposição e emaranhamento, para realizar cálculos.

Bit vs. Qubit

No mundo clássico, a informação é armazenada em bits.

Um bit é a menor unidade de informação, semelhante a um interruptor de luz, e possui apenas dois possíveis estados:

0 ou 1. Pode estar ligado (1) ou desligado (0).

Agora, quando nos movemos para o reino quântico, entramos em uma dimensão totalmente nova com os qubits.

Um qubit pode estar no estado de 0, no estado de 1, ou graças à superposição, em ambos os estados ao mesmo tempo.

Superposição:

Imagine se, em vez de ligar ou desligar uma lâmpada, ela pudesse brilhar em vários graus de intensidade ao mesmo tempo, dando-lhe a capacidade de explorar várias possibilidades simultaneamente.

Esse fenômeno é semelhante a uma moeda girando, existindo em um estado de “cara”, “coroa”, ou ambos até que pare de girar e revele um lado específico.

Emaranhamento:

Além da superposição, qubits têm uma propriedade única chamada emaranhamento.

Quando dois qubits se emaranham, o estado de um qubit instantaneamente influencia o estado do outro, mesmo que estejam separados por vastas distâncias.

Imagine dois dados mágicos que, mesmo estando em lados opostos de um continente, sempre exibem o mesmo número ao serem lançados.

Esse fenômeno de ligação, independentemente da distância, é a essência do emaranhamento quântico.

Essas propriedades notáveis dos qubits – superposição e emaranhamento – tornam a computação quântica exponencialmente mais poderosa para certas tarefas em comparação com os computadores clássicos.

No âmbito da criptografia, pesquisa e otimização, essa capacidade ampliada tem o potencial de revolucionar os campos e abrir novas frontreiras.

Entendendo a Criptografia Atual das Criptomoedas

As criptomoedas, particularmente o Bitcoin, dependem fundamentalmente de sistemas criptográficos de chave pública, como o RSA e o ECC, para garantir a segurança e a autenticidade de suas transações.

O princípio fundamental dessas criptografias é a dificuldade em fatorar grandes números primos.

Para colocar em perspectiva, computadores clássicos, aqueles que operam com bits e sequências binárias, podem levar anos ou até mesmo décadas para quebrar algumas dessas chaves criptográficas, tornando as transações em criptomoedas extremamente seguras.

O Impacto da Computação Quântica nas Criptomoedas

No entanto, lembra-se da nossa discussão sobre a computação quântica e seus qubits mágicos com propriedades de superposição e emaranhamento?

Aqui é onde o jogo muda.

Graças à superposição, um qubit, ao contrário de um bit tradicional, pode representar múltiplos estados simultaneamente.

Em termos criptográficos, isso significa que um computador quântico pode processar e analisar muitas combinações possíveis ao mesmo tempo.

E o emaranhamento, com seu comportamento interligado, permite uma coordenação intrincada entre qubits, permitindo operações computacionais complexas a uma velocidade surpreendente.

Essa capacidade de processamento amplificado tem um impacto direto na segurança da criptografia atual.

Se os computadores quânticos se tornarem viáveis e eficientes o suficiente, eles podem, em teoria, desvendar os sistemas criptográficos que protegem nossas criptomoedas em um piscar de olhos.

O Algoritmo de Shor

Em 1994, o matemático do MIT, Peter Shor, surpreendeu o mundo da computação e da criptografia ao introduzir um algoritmo especialmente projetado para computadores quânticos.

O que torna o Algoritmo de Shor tão revolucionário é sua habilidade de fatorar números inteiros grandes de maneira eficiente, uma tarefa que os computadores clássicos veem como extremamente desafiadora.

Mas antes de entrar em pânico, vamos aprofundar um pouco. Você pode estar se perguntando: “Por que isso é tão importante?”.

A resposta reside na espinha dorsal da criptografia moderna.

Como já mencionado, muitos dos sistemas criptográficos que protegem informações digitais, incluindo as transações de criptomoedas, são fortalecidos pela dificuldade de fatorar grandes números primos.

O Algoritmo de Shor, quando executado em um computador quântico suficientemente poderoso, tem o potencial de decifrar esses sistemas, tornando a criptografia tradicional obsoleta.

Como Funciona o Algoritmo de Shor?

Para simplificar, o algoritmo de Shor não fatora diretamente um número. Em vez disso, ele busca o “período” de uma função específica relacionada à tarefa de fatoração.

Uma vez que esse período seja encontrado, o problema de fatoração pode ser resolvido usando aritmética clássica simples.

Imagine que você tenha uma lanterna mágica que pisca em um padrão específico e você quer descobrir qual é esse padrão.

Ao invés de assistir a lanterna por horas para descobrir o padrão, você usa uma lente especial que lhe mostra imediatamente o ritmo das piscadas.

O Algoritmo de Shor é como essa lente: ele rapidamente identifica um padrão que ajuda a “desmembrar” os números.

As Implicações do Algoritimo de Shor para as Criptomoedas

Contudo, é fundamental entender que, apesar de termos o algoritmo, ainda não temos computadores quânticos práticos e poderosos o suficiente para quebrar as chaves RSA utilizadas em muitas cripromoedas e blockchains.

No entanto, a mera existência do Algoritmo de Shor ressalta a necessidade de desenvolvermos novos métodos criptográficos à prova de futuros computadores quânticos.

E agora, você pode se perguntar: o que isso significa para o futuro das criptomoedas e da segurança digital como a conhecemos?

A Ascensão da Criptografia Pós-Quântica: Alivio para as Criptomoedas?

Em um mundo onde lâmpadas podem brilhar com múltiplos graus de intensidade ao mesmo tempo (graças à superposição) e dados podem misteriosamente refletir o mesmo número, independentemente da distância que os separa (emaranhamento quântico), como garantimos a segurança de nossas informações e criptomoedas?

Aqui entra a heroica criptografia pós-quântica.

Essa criptografia não é apenas um upgrade de seus predecessores; é uma reimaginação completa de como proteger informações em uma era dominada pela computação quântica.

Dê uma olhada em algumas das abordagens mais promissoras:

Lattice-based cryptography:

Imagine um vasto tecido feito de pontos interligados formando um padrão. Esses pontos e conexões criam problemas matemáticos complexos chamados reticulados.

E adivinhe?

Até os computadores quânticos têm dificuldade em desembaraçar essa teia. Esse é o princípio por trás da criptografia baseada em reticulado.

Code-based cryptography:

Você já tentou resolver um quebra-cabeça e sentiu que cada peça poderia se encaixar em qualquer lugar? A criptografia baseada em código trabalha com essa premissa.

Utiliza códigos aleatórios, e a tarefa de decifrá-los é extremamente desafiadora – mesmo para uma máquina com o poder da superposição quântica.

Multivariate polynomial cryptography:

Lembra-se das equações que você encontrou na escola, com várias incógnitas? Agora, imagine um sistema repleto delas, todas entrelaçadas de maneira complexa.

A tarefa de encontrar soluções para essas equações é a espinha dorsal da criptografia polinomial multivariada.

E, embora possa parecer um pesadelo para estudantes de matemática, é uma bênção quando se trata de manter os dados protegidos na era quântica.

Você deve estar se perguntando: as criptomoedas já estão se adaptando a isso?

Vamos ver!

Desafios e Oportunidades da Computação Quântica e Criptomoedas

A realidade é que a era quântica é uma faca de dois gumes. Enquanto traz desafios, também apresenta oportunidades.

Afinal, a adaptação leva à inovação.

E é essa inovação que pode transformar o mercado de criptomoedas para melhor.

Desafios:

Adaptação: A maioria dos sistemas de criptografia atualmente em uso será vulnerável.

Infraestrutura: Computadores quânticos exigirão novas formas de hardware e software.

Confiabilidade: Computadores quânticos são altamente sensíveis a interferências.

Oportunidades:

Novos Mercados: Haverá uma demanda por novos sistemas de segurança, gerando inovação.

Velocidades de Processamento: Certos cálculos serão exponencialmente mais rápidos.

Reviravolta na Investigação: A capacidade de decifrar criptografias complexas pode abrir novas portas em campos de pesquisa.

Casos de Uso e Implementações da Computação Quântica

A IBM é uma das gigantes da tecnologia que mergulhou de cabeça no fascinante mundo da computação quântica.

Com sua iniciativa, IBM Q Experience, a empresa não apenas está explorando os vastos potenciais dos qubits, mas também está democratizando o acesso a esta tecnologia, permitindo que pesquisadores e curiosos de todo o mundo experimentem com qubits reais.

Assim como um interruptor que pode ficar meio ligado e meio desligado graças à superposição, a IBM está ampliando as fronteiras do que consideramos computação.

Google e a Supremacia Quântica

Em 2019, o Google fez uma alegação ousada: eles haviam alcançado a “supremacia quântica”.

O que isso significa?

Usando a analogia da lâmpada, enquanto um computador clássico pode levar horas tentando descobrir a melhor intensidade para iluminar uma sala, o computador quântico do Google fez isso em minutos.

Essa conquista não apenas marca um marco na jornada da computação quântica, mas também indica um futuro onde problemas complexos podem ser solucionados em velocidades anteriormente inimagináveis.

QRL: Criptomoeda à Prova de Computação Quântica?

A QRL (Quantum Resistant Ledger) é uma criptomoeda que leva em conta a promessa e os desafios da computação quântica. Lembra daqueles dados mágicos emaranhados que sempre mostram o mesmo número?

A QRL promete que está trabalhando para garantir que, mesmo em um mundo com computadores quânticos, seus dados (ou neste caso, suas moedas) estejam seguros.

É uma tentativa de criar uma “fechadura” que nem mesmo um computador quântico possa quebrar.

Vale ressaltar que essa não é uma recomendação de investimento. Será que finalmente teremos uma criptomoeda à prova de computação quântica?

NIST: Pavimentando o Caminho para o Futuro Pós-quântico

O NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia) está profundamente envolvido em preparar o mundo para a era pós-quântica.

Se pensarmos na superposição e no emaranhamento como novos idiomas, o NIST está criando o dicionário e a gramática para essa linguagem.

Com pesquisas em padrões criptográficos pós-quânticos, o NIST está estabelecendo os fundamentos para assegurar que nossa informação e infraestrutura digital sejam seguras, mesmo quando os computadores quânticos se tornarem comuns.

O Futuro da Computação Quântica e Criptomoedas

Na intersecção de dois mundos revolucionários – computação quântica e criptomoedas – navegamos nas águas desconhecidas do futuro da tecnologia.

Como um lâmpada que brilha em várias intensidades simultaneamente ou dados que misteriosamente refletem os mesmos resultados apesar de distâncias vastas, o universo quântico nos desafia a repensar tudo o que sabíamos até agora.

As ameaças que surgem com essa nova era, no entanto, também trazem consigo soluções incrivelmente inovadoras.

A criptografia pós-quântica é um testemunho de nossa capacidade de adaptar, inovar e superar.

No fim das contas, essa jornada é menos sobre a tecnologia em si e mais sobre a resiliência e adaptabilidade humanas.

O futuro das criptomoedas, sob a influência da computação quântica, promete ser emocionante, desafiador e, sem dúvida, transformador.

O Bitcoin está realmente em risco?

O Bitcoin estaria em maior risco à medida que as transações se enfileirassem para serem processadas.

Isso não está muito longe de acontecer. Novos blocos são extraídos na blockchain Bitcoin a cada 10 ou mais minutos (embora nem todas as transações elegíveis estejam incluídas no primeiro bloco disponível). Uma vez que isso acontece, não pode mais ser alterado. No entanto, antes que isso aconteça, uma chave privada poderia teoricamente ser replicada, permitindo que um hacker roubasse fundos da carteira de um usuário antes que um novo bloco na blockchain fosse confirmado.

O CEO da computação quântica, Andersen Cheng, disse ao Decrypt, “Uma vez que essa chave pública é exposta, um computador quântico pode calcular a chave privada de forma relativamente rápida, em minutos ou horas, no máximo.”

Mas Cheng diz que o perigo nem sequer está necessariamente em adulterar transações reais — trata-se da confiança.

“A principal ameaça não é se os computadores quânticos podem ‘abrir’ informações de chave privada”, disse ele em abril de 2022. “É mais sobre o poder de um computador quântico replicar uma chave privada sem que você saiba, minando a confiança em todo o processo de assinatura.”

Mas ainda não chegamos lá.

De acordo com Mark Webber, da Universidade de Sussex, no Reino Unido, quebrar esse nível de criptografia exigiria um computador quântico com 1,9 bilhão de “qubits”.” Este é um número incrivelmente alto, especialmente quando você considera que o melhor computador quântico da IBM possui apenas 127 qubits em comparação.

Como Cheng já disse ao Decrypt, a computação quântica não é algo que atingirá o mercado dominante tão cedo. Mas isso não significa que a indústria cripto possa se afastar da computação quântica e dos riscos que essa tecnologia pode apresentar.

“Quando as pessoas dizem que não precisamos nos preocupar com computadores quânticos — [que] eles ainda estão a 10, 20, 30 anos de distância — eles estão frequentemente falando sobre um computador quântico comercial”, disse Cheng, acrescentando que “no mundo da cibersegurança, a ameaça está muito mais próxima.”

Fonte: Mercurius Cripto & Portal do Bitcoin

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