¿Qué significa la computación cuántica para bitcoin?
En los últimos días ha habido una pequeña tormenta mediática en torno al anuncio de Google sobre Willow, su nueva computadora cuántica y una amenaza percibida para bitcoin. La mayor parte del análisis revela una comprensión notablemente superficial de cómo la computación cuántica cambiará la criptografía, así como de cómo bitcoin sigue siendo resistente a este tipo de avances tecnológicos. Vamos a profundizar en la computación cuántica y la amenaza que representa para bitcoin. Se volverá técnico en ciertos puntos, pero esto es necesario para arañar la superficie y comprender verdaderamente la situación.
En resumen, la computación cuántica ciertamente requerirá un cambio en el protocolo de bitcoin en los próximos años, similar a las actualizaciones de computadoras provocadas por el año 2000. Será un ejercicio costoso y que consumirá mucho tiempo, pero no una amenaza existencial para el bitcoin en sí. Y no será sólo el bitcoin el que se verá afectado, ya que de lo que realmente estamos hablando es de la capacidad de las computadoras cuánticas para descifrar cada tipo de criptografía que utilizamos hoy en las finanzas, el comercio, la banca y más.
Es difícil no preguntarse si parte de este alarmismo sobre el fin del bitcoin se debe a una especie de dinámica de “uvas amargas”. Los críticos que durante mucho tiempo han evitado el bitcoin –ya sea porque no creen que pueda funcionar alguna vez, porque resienten su desafío al control gubernamental o simplemente se arrepienten de no haber invertido cuando era más barato– están aprovechando las noticias sobre computación cuántica de Google para predecir la caída del bitcoin. Estas reacciones a menudo dicen más sobre los prejuicios de los escépticos que sobre las vulnerabilidades del propio bitcoin.
No es sólo un problema de Bitcoin
La computadora cuántica Willow de Google puede realizar cálculos con 105 qubits y se cree (hasta ahora) que su producción es relativamente precisa. Aunque 105 qubits es un gran avance en la potencia de procesamiento con respecto a las computadoras cuánticas anteriores, romper el cifrado de bitcoin requeriría entre 200 y 400 millones de qubits. Para alcanzar esta capacidad dentro de 10 años, la computación cuántica tendría que aumentar más del 324% anual, lo que está muy por encima de las expectativas.
No obstante, la computación cuántica es una amenaza para bitcoin que debe tomarse en serio. Será necesario actualizar el protocolo de Bitcoin para que sea resistente a los cuánticos, y más temprano que tarde. Ya han comenzado las conversaciones en la comunidad de desarrolladores de bitcoin sobre cuándo y cómo hacer esto. Una vez que estas ideas estén más solidificadas, se publicará en línea una propuesta de mejora de Bitcoin, o BIP, para continuar el debate y la experimentación. Si la comunidad elige una solución particular, entrará en vigor una vez que la mayoría de los nodos bitcoin la adopten.
Los cambios que se avecinan en Bitcoin para enfrentar este desafío palidecen en comparación con lo que se requerirá de millones de otros protocolos y redes informáticas seguras. El esfuerzo por actualizar los protocolos criptográficos del mundo entero será un orden de magnitud más complejo que prepararse para el año 2000.
Centrarse en cómo la computación cuántica afectará a las criptomonedas pasa por alto un punto mucho más importante: el fin del cifrado no es sólo un problema de bitcoin, es un problema de todo. La transición a un mundo poscuántico será un desafío fundamental para la columna vertebral de la civilización moderna.
El cifrado está en todas partes
El cifrado es la base de la vida moderna y sustenta prácticamente todos los aspectos de la sociedad basada en la tecnología. Los sistemas financieros dependen del cifrado RSA para proteger las transacciones bancarias en línea, lo que garantiza que los detalles confidenciales, como los números de tarjetas de crédito y las credenciales de las cuentas, estén a salvo del robo. Sin cifrado no hay sistema bancario.
Las plataformas de comercio electrónico utilizan los mismos principios para proteger los datos de pago cuando circulan entre compradores y vendedores. Sin cifrado no hay comercio electrónico.
Los hospitales y proveedores médicos dependen del cifrado para mover registros médicos electrónicos y procesar pagos. Sin cifrado, no existe un sistema médico moderno.
Las agencias gubernamentales utilizan el cifrado para proteger las comunicaciones clasificadas, protegiendo los secretos nacionales de posibles adversarios. Sin cifrado, no hay seguridad nacional.
Los comandos cifrados protegen los dispositivos de Internet de las cosas (IoT), desde automóviles conectados hasta sistemas domésticos inteligentes, evitando que actores malintencionados tomen el control de la tecnología cotidiana. Sin cifrado no hay dispositivos inteligentes.
Coseche ahora, descifre después
Aunque todavía podrían faltar años o incluso décadas para el fin de los métodos de cifrado convencionales, la preparación para la supremacía cuántica ya ha comenzado a la luz de la amenaza de «cosechar ahora, descifrar después».
Una de las características clave del cifrado es que le permite enviar mensajes seguros a través de un canal inseguro. Por ejemplo, cuando inicia sesión en su cuenta bancaria en la computadora de su hogar, su contraseña se cifra antes de enviarla por Internet a su banco. En el camino, puede pasar por numerosos servidores, que en teoría podrían guardarlo y almacenarlo. Sin embargo, dado que la contraseña está cifrada, estarían guardando una serie de galimatías. Si fueras un mal actor, no podrías descifrar la contraseña, por lo que guardarla no tendría sentido.
Es decir, a menos que los guardes durante años o décadas, esperando el día en que puedas descifrar los datos usando una computadora cuántica que aún está por inventarse.
Puede que eso no tenga sentido para una contraseña bancaria. Como muchos otros datos cifrados, probablemente serían irrelevantes más allá de un determinado horizonte temporal, incluso si se descifraran décadas después. Se cambian las contraseñas, se cierran cuentas, mueren personas y las empresas dejan de existir. Sin embargo, en algunos dominios, los datos cifrados pueden ser útiles años o incluso décadas después de ser guardados: datos como secretos de estado o listas maestras de contraseñas que se reutilizan en todas las plataformas.
Si se espera que la computación cuántica descifre el cifrado en unos pocos años o décadas, los atacantes en dominios sensibles como la defensa y la inteligencia recopilarían (y seguramente lo harán) datos cifrados ahora, incluso si actualmente son indescifrables e inútiles. Por lo tanto, ya se han comenzado a sentar las bases para la transición a la criptografía poscuántica.
Criptografía poscuántica
Si bien las computadoras cuánticas eventualmente descifrarán los métodos de cifrado actuales, también podrían usarse para desarrollar algoritmos criptográficos aún más avanzados. Dicho de otra manera, la computación cuántica no señala el fin de la criptografía en sí, sino más bien un cambio de los algoritmos criptográficos actuales a otros más nuevos y resistentes a los cuánticos.
Esta transición ya está en marcha. La criptografía poscuántica (PQC) es un campo de investigación activo que produce avances prometedores que tienen como objetivo proteger los sistemas contra futuras amenazas cuánticas y al mismo tiempo preservar los principios fundamentales de la seguridad criptográfica. Bitcoin, y todo lo demás, deberá aprovechar los avances en PQC para mantener su integridad.
La base de PQC radica en problemas matemáticos que las computadoras cuánticas no están preparadas para resolver. A diferencia de la criptografía actual, que se basa en el problema del logaritmo discreto y la factorización de números enteros (ambos podrían abordarse eficientemente mediante una computadora cuántica suficientemente potente), los algoritmos PQC se basan en marcos matemáticos diferentes. Estos incluyen criptografía basada en celosía, ecuaciones polinómicas multivariadas y firmas basadas en hash, todas las cuales son muy prometedoras para resistir ataques cuánticos.
Cronología de la criptografía poscuántica
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha estado a la vanguardia de este esfuerzo, coordinando una iniciativa global para estandarizar algoritmos criptográficos resistentes a los cuánticos. Después de años de evaluación rigurosa, el NIST anunció un conjunto de algoritmos candidatos para estándares criptográficos poscuánticos en 2022, centrándose en la implementación práctica y la amplia aplicabilidad en todas las industrias.
Si bien la transición a PQC será compleja, ya está tomando forma. El Memorando de Seguridad Nacional 10 (NSM-10) estableció como fecha objetivo 2035 para migrar los sistemas federales a métodos criptográficos resistentes a los cuánticos. Sin embargo, ciertos sistemas con necesidades de confidencialidad a largo plazo, como las comunicaciones gubernamentales o las transacciones financieras seguras, pueden requerir una adopción más temprana debido a sus perfiles de riesgo elevados. El NIST recomienda priorizar los esquemas de establecimiento de claves resistentes a los cuánticos en protocolos como TLS e IKE, que sustentan las comunicaciones seguras en Internet.
El camino a seguir para PQC implica no sólo actualizar los estándares criptográficos sino también garantizar la compatibilidad con los sistemas existentes. Esta es una tarea desalentadora, dadas las diversas aplicaciones del cifrado en todas las industrias, pero es esencial para mantener la confianza en un mundo digital conectado. Mientras el NIST continúa trabajando con el mundo académico, la industria y los gobiernos, la adopción generalizada de PQC representa un paso vital para preparar Internet para el futuro.
Mejora de civilización
Nuestras vidas digitales deberán mejorarse para que sean resistentes a los cuánticos, un protocolo a la vez. Hay tantos protocolos que dependen del cifrado que inevitablemente habrá algunos errores y hackeos a medida que se actualicen para que sean resistentes a los cuánticos. Al ser Bitcoin un protocolo único tan crítico para las finanzas globales, no hay duda de que será uno de los primeros en salir.
La transición a la criptografía poscuántica puede ser un desafío, pero el hecho de que sea necesaria es estimulante: indica que estamos entrando en la era de la computación cuántica. Esta tecnología transformadora promete avances en campos que van desde la medicina hasta los materiales avanzados, desbloqueando posibilidades e innovaciones que difícilmente podemos imaginar hoy.
