Los ordenadores cuánticos, la amenaza que puede destruir todas las criptomonedas

• La computación cuántica será capaz de calcular en un milisegundo tareas que el ordenador convencional más rápido del mundo tardaría unos 30 billones de años en realizar.
• Los ordenadores cuánticos serán capaces de factorizar y descifrar el número de las contraseñas que protegen las cuentas de criptomonedas. Si estas claves se ven comprometidas, un atacante podría hacerse pasar por el legítimo propietario de criptomonedas, activos NFT, etc

Normalmente, cuando hablamos –u oímos hablar- de computación cuántica, lo normal es que nos vengan a la mente el acceso a nuevas gamas de medicamentos, el descubrimiento de innovadores materiales, el final de los atascos de tráfico matinales o, por poner otro ejemplo, el avance exponencial de la inteligencia artificial. Sin embargo, pocos son los que piensan en que los ordenadores cuánticos permitan, a la ciberdelincuencia, la quiebra del sistema de seguridad que ampara a las criptomonedas y, también, a los fondos de sus ahorradores. Hay que recordar que una característica esencial de Bitcoin es su seguridad, que evita que las monedas digitales puedan ser robadas o copiadas, gracias a unos protocolos criptográficos realmente difíciles de descifrar.

En palabras del profesor profesor Jian-Wei Pan, de la University of Science and Technology of China –y a quien muchos consideran padre de lo cuántico- cree que esto sucederá en un plazo de “cuatro o cinco años. Estamos hablando de ordenadores que podrían calcular en un milisegundo tareas que el ordenador convencional más rápido del mundo tardaría unos 30 billones de años en realizar”.

¿Qué es la computación cuántica?

Es una aplicación de la mecánica cuántica que, aplicando teorías de computación, aprovecha fenómenos cuánticos como la superposición, el entrelazamiento y la interferencia para obtener una mejora significativa en la velocidad de resolución de determinados problemas complejos respecto a los algoritmos clásicos. De este modo se accede al desarrollo de súper computadoras  que trabajan con qubits, las cuales pueden operar con valores de 0 y 1 y además, de con la superposición cuántica de ambos (un ordenador actual trabaja con código binario, el cual sólo puede operar en 0 y 1).

Ruptura de la seguridad

Las criptomonedas operan protegidas por un sistema de criptografía de clave pública, una tecnología de altísima seguridad que funciona mediante una combinación de clave pública y privada (la primera es accesible para todo el mundo; la segunda, sólo para el usuario). Este sistema protege las operaciones que realizamos utilizando divisas virtuales como el Bitcoin, encriptando la comunicación sobre la cadena de bloques para evitar que cualquier persona, que no sea el destinatario de las mismas, tenga acceso a ellas.

Cuando los ordenadores cuánticos alcancen los niveles de computación que se les supone, será posible romper toda la criptografía. Entonces, los ahorradores podrían perder sus fondos y todo el sistema quebrará. Esto será posible porque los ordenadores cuánticos serán capaces de factorizar el número de la clave pública para descifrar la clave privada que sirve para la desencriptación. Si estas claves se ven comprometida, un atacante podría hacerse pasar por el legítimo propietario de criptomonedas, activos NFT, etc. ¿La única solución? Reinventar todo el marco y protocolo de seguridad de las criptomonedas.

Este quebranto, sin embargo, no es algo que vaya a pasar a cortísimo plazo. Para descifrar una clave pública, un ordenador cuántico necesitaría trabajar con miles de bits cuánticos (para hacernos una idea, el nuevo procesador cuántico de IBM sòlo llega a 127) y además, se necesitaría que estos bits cuánticos (qubits) fueran persistentes. Esto es, que fueran capaces de hacer cálculos durante mucho más tiempo de lo que son capaces de hacer en estos momentos.

El peligro es que las limitaciones técnicas actuales dejarán de serlo a medio plazo. De momento, ya se ha empezado a experimentar con ordenadores que, al trabajar con varios procesadores, permiten una potencia de cálculo de miles de qubits. Además, ya se están desarrollando nuevos algoritmos enfocados a la corrección de errores, lo que va a ayudar a que los cálculos sean cada vez más sofisticados y se prolonguen en el tiempo.

Empresas e instituciones de todo el mundo involucradas

Hoy en día, la inversión y ahorro en criptomonedas no es algo que involucre, exclusivamente, a personas físicas. También es cuestión que interesa a empresas y Estados. Por este motivo, compañías e instituciones de todo el mundo ya trabajan en el desarrollo de nuevas herramientas de seguridad, las cuales, se espera, sean capaces de enfrentar la altísima capacidad de desencriptación de los ordenadores cuánticos. En algunos casos, como el del National Institute of Standards and Technology (EE UU) o de la empresa británica Cambridge Quantum Computing, el objetivo es desarrollar herramientas capaces de mantener seguras las actuales redes de Blockchain. Otras iniciativas, como las de los responsables de la criptomoneda Quantum Resistant Ledger, o Hyperledger  (un proyecto de Linux Foundation), trabajan en el desarrollo de nuevas criptomonedas capaces de resistir los ataques de los ordenadores cuánticos.

¿Qué es la criptografía post-cuántica?

Hablamos de nuevos enfoques criptográficos capaces de proteger nuestra información de los ataques de los ordenadores cuánticos que están por llegar. Una línea de defensa posible podría ser el incremento del tamaño de las claves digitales, de manera que aumente el número de permutaciones necesarias para desbloquear una clave. Un ejemplo. Si se dobla el tamaño de una clave de 128 bits a 256 bits, la cantidad de posibles permutaciones que tendría que buscar una máquina cuántica que utiliza el algoritmo de Grover aumentaría al cuadrado. Otro enfoque, en el que también trabajan los investigadores, podría ser la criptografía reticular o el intercambio de claves de isogenia supersingular.

Lo ideal sería centrarse en uno o dos métodos que puedan adoptarse ampliamente. En 2016, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU inició un proceso de desarrollo de estándares para el cifrado poscuántico para el gobierno de los Estados Unidos. Se comenzó con  69 propuestas distintas que ya han quedado reducidas a 26. El principal problema para seguir avanzando en el proceso de reducción de propuestas es que las distintas tecnologías de encriptación están integradas en muchos sistemas diferentes, de manera que deshacerlas para implementar otras nuevas lleva mucho tiempo. Para hacernos una idea de la complejidad del trabajo, un estudio de las Academias Nacionales de EE.UU descubrió, el año pasado, que había necesitado más de una década para retirar, por completo, un enfoque criptográfico ampliamente implementado que había resultado defectuoso.

No tenemos otra opción que intentar adelantar los resultados de las investigaciones. Y es que, si se tiene en cuenta la rapidez de evolución en la computación cuántica, es posible que al mundo no le quede demasiado tiempo para enfrentarse a esta amenaza que se cierne sobre la seguridad de sus datos… y no sólo de las criptomonedas.