Il Web3 promette di trasformare Internet introducendo concetti di decentralizzazione ed economia dei token. Tuttavia, queste tecnologie si basano su algoritmi crittografici che potrebbero essere vulnerabili alle scoperte del calcolo quantistico. Senza la capacità di proteggere blockchainsMolte delle tecnologie alla base del Web3 potrebbero essere a rischio.
Analizziamo il funzionamento del calcolo quantistico, il suo potenziale impatto sulla blockchain e le possibili soluzioni per mitigare tali rischi.
L'informatica quantistica potrebbe alla fine sconvolgere le tecnologie crittografiche alla base del Web3, ma fortunatamente gli sviluppatori hanno tempo per elaborare potenziali soluzioni.
Cos'è il Quantum Computing?
L'informatica quantistica sfrutta le leggi della meccanica quantistica per risolvere problemi troppo complessi per i computer classici. Questi computer utilizzano la sovrapposizione quantistica, l'interferenza e l'entanglement per risolvere problemi computazionali come la fattorizzazione di numeri interi molto più velocemente dei computer classici, limitati ai microcircuiti.
In sostanza, questi computer manipolano i dati memorizzati sui qubit, ovvero atomi carichi che raggiungono uno stato di sovrapposizione quantistica tra due stati. I computer poi fanno collassare questi atomi in un unico stato durante i calcoli e applicano algoritmi per aumentare la probabilità che il risultato sia quello "corretto", garantendo così un calcolo accurato.
Sebbene la tecnologia sembri un sogno lontano, Isaac Chuang, Neil Gershenfeld e Mark Kubinec costruirono il primo computer quantistico a due qubit in grado di eseguire calcoli nel 1998, e gli algoritmi quantistici sono molto più vecchi. Nel 2019, Google e la NASA hanno completato il primo calcolo quantistico che era irrealizzabile con qualsiasi computer classico.
Nonostante questi progressi, i computer quantistici rimangono irraggiungibili per diverse ragioni. Ad esempio, richiedono elio-3, un sottoprodotto della ricerca nucleare, e speciali cavi superconduttori prodotti da un'unica azienda giapponese. Inoltre, è necessario superare sfide tecniche, come l'inizializzazione dei qubit con valori arbitrari e la loro rapida lettura.
In che modo potrebbe sconvolgere la blockchain?
La tecnologia blockchain si basa sulla crittografia per impedire agli aggressori di aggiungere o modificare i blocchi. Ad esempio, Bitcoin utilizza l'algoritmo SHA-256 progettato dalla NSA. Decifrare questi algoritmi è praticamente impossibile con i computer classici, o per essere più precisi, ci vorrebbero migliaia di anni anche con l'hardware più avanzato.
La cattiva notizia è che i ricercatori dell'Università del Sussex hanno stimato che un computer quantistico con 1.9 miliardi di qubit potrebbe decifrare la crittografia che protegge Bitcoin in soli dieci minuti. Un computer quantistico con 13 milioni di qubit potrebbe completare l'operazione in circa un giorno. E i recenti progressi scientifici suggeriscono che queste capacità siano inevitabili.
La buona notizia è che i computer quantistici più all'avanguardia conterranno solo circa 1,000 qubit nel 2023. Sebbene prevedere la velocità dell'innovazione sia un'impresa ardua, la maggior parte dei ricercatori ritiene che le blockchain, alla base della crittografia, non saranno a rischio per altri dieci o vent'anni, a causa delle difficoltà legate all'ampliamento dei computer quantistici.
Naturalmente, questi problemi non sono esclusivi delle criptovalute. Molti protocolli di sicurezza convenzionali si basano sulla stessa crittografia che sta alla base delle tecnologie blockchain. Tra questi, la sicurezza dei siti web o le tecnologie di crittografia SSL che proteggono i record dei database. Di conseguenza, molte persone lavoreranno alla ricerca di possibili soluzioni.
Possibili soluzioni all'orizzonte
La maggior parte degli algoritmi di crittografia sono a senso unico: è facilissimo leggere un hash con una chiave privata, ma è praticamente impossibile attaccarlo con la forza bruta. Di conseguenza, la difesa più comune contro capacità di calcolo superiori consiste semplicemente nell'allungare l'hash, aumentando il numero di permutazioni e la difficoltà di decifrarlo.
Naturalmente, i computer quantistici potrebbero diventare abbastanza potenti da risolvere tutte le equazioni indipendentemente dalle dimensioni degli hash. Pertanto, i crittografi stanno già lavorando a soluzioni alternative, incluse soluzioni basate sui reticoli che aggiungono rumore matematico per confondere i computer. Altri ricercatori stanno anche esplorando la crittografia multivariata, basata sugli hash e basata sui codici.
Ma, ovviamente, il passaggio a un nuovo sistema di crittografia comporta una serie di rischi. Ad esempio, gli utenti di criptovalute potrebbero dover aggiornare il proprio chiavi private per evitare le vulnerabilità quantistiche, che implicano sfide comportamentali come obbligare gli utenti ad aggiornare i propri sistemi operativi. Di conseguenza, molte blockchain stanno cercando di rimanere al passo con i tempi.
Impatto sugli ecosistemi Web3
Web3 L'obiettivo è introdurre la decentralizzazione, utilizzando le tecnologie blockchain e l'economia dei token, sconvolgendo i "giardini recintati" del Web 2.0, costruiti da Google, Facebook e altri giganti della tecnologia. Naturalmente, queste capacità si basano sulla crittografia, che potrebbe essere a rischio con lo sviluppo delle tecnologie di calcolo quantistico.
Fortunatamente, diversi progetti fondamentali per il Web3 stanno già lavorando a delle soluzioni. Ad esempio, i ricercatori di Ethereum hanno dettagliato i concetti di resistenza quantistica in Ethereum 3.0, la prossima iterazione dopo Ethereum 2.0 lanci. Nel frattempo, la Hyperledger Foundation ha iniziato a lavorare sulla crittografia post-quantistica attraverso il suo progetto Ursa.
Le strutture di governance potrebbero rappresentare una delle maggiori sfide per la sicurezza quantistica. Dopotutto, la maggior parte dei progetti decentralizzati richiede un consenso tra la maggioranza delle parti interessate per implementare le modifiche. E sebbene un accordo non sembri probabile, molti di questi progetti presentano fork concorrenti con approcci differenti.
Conclusione
Nei prossimi anni, i computer quantistici potrebbero sbloccare nuove capacità, tra cui quella di violare i moderni algoritmi crittografici. Fortunatamente, queste capacità potrebbero essere ancora lontane un decennio o più, offrendo ai ricercatori il tempo necessario per sviluppare soluzioni a prova di computer quantistici e proteggere l'integrità del nascente ecosistema Web3.
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