Advertencia sobre Ordenadores Cuánticos
Fidelity Digital Assets advierte que los futuros ordenadores cuánticos podrían derivar las claves privadas de Bitcoin a partir de claves públicas expuestas, lo que representaría una amenaza para los fondos. Se ha propuesto un sistema de firma basado en hash que podría fortalecer la seguridad, aunque el uso de firmas más grandes podría reducir el rendimiento de las transacciones y complicar la recuperación de billeteras.
Necesidad de Actualización de Seguridad
Según el análisis de Fidelity Digital Assets, publicado el 1 de septiembre, las protecciones de las claves privadas de Bitcoin podrían eventualmente requerir reemplazo o suplementación. Aunque actualmente no existen ordenadores cuánticos relevantes desde el punto de vista criptográfico (CRQCs), sistemas suficientemente avanzados podrían socavar las suposiciones matemáticas que garantizan la autorización de transacciones, poniendo en riesgo los fondos.
«Minimizar el tamaño de la clave para preservar el rendimiento de las transacciones de Bitcoin sigue siendo una preocupación clave, aunque el impacto puede ser menos pronunciado considerando el estado actual de un mempool casi vacío.»
Las claves privadas permiten a los propietarios de Bitcoin autorizar transacciones sin depender de un intermediario. Las billeteras utilizan una clave privada para generar una firma digital que prueba el control sin revelar la clave secreta. Esta relación entre claves privadas, claves públicas y firmas de transacción forma la base de la propiedad y la autoconservación de Bitcoin.
Algoritmos de Firma y Riesgos Cuánticos
La mayoría de las transacciones estándar de Bitcoin utilizan el Algoritmo de Firma Digital de Curva Elíptica o firmas Schnorr. Las firmas Schnorr se hicieron disponibles a través de Taproot, con la Propuesta de Mejora de Bitcoin 340 especificando las firmas Schnorr y la BIP 341 estableciendo las reglas de gasto de Taproot. La BIP 341 fue asignada en enero de 2020, antes de que la actualización se activara en 2021.
Ambos esquemas dependen de la dificultad de resolver el problema del logaritmo discreto de curva elíptica con ordenadores clásicos. Un ordenador cuántico suficientemente potente que ejecute el algoritmo de Shor podría resolver ese problema y derivar claves privadas a partir de las correspondientes claves públicas.
Investigación sobre Firmas Resistentes a Cuánticos
La investigación ha reducido algunas estimaciones sobre los recursos necesarios para atacar la criptografía de curva elíptica, enfocando más el debate sobre la seguridad cuántica de Bitcoin, aunque los sistemas cuánticos existentes siguen estando muy por debajo de la capacidad criptográficamente relevante. Los investigadores están evaluando sistemas de firma resistentes a cuánticos que dependen de funciones hash en lugar de criptografía de curva elíptica.
La especificación preliminar de SHRINCS combina una ruta de firma compacta y con estado con un respaldo más grande y sin estado. Su diseño actual especifica una clave pública de 48 bytes, firmas con estado que varían de 548 a 4,619 bytes, y una firma sin estado de 5,777 bytes.
La ruta con estado requiere que los dispositivos de firma rastreen qué claves de firma única ya se han utilizado. La pérdida o corrupción del estado impide que la billetera continúe de manera segura a través de esa ruta, mientras que el respaldo de SHRINCS se basa en algoritmos del estándar SLH-DSA del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, publicado el 13 de agosto de 2024.
Implicaciones para el Futuro de Bitcoin
Fidelity Digital Assets Research describió cómo una futura actualización de Bitcoin resistente a cuánticos podría acomodar diferentes requisitos de seguridad:
«SHRINCS representa un posible camino a seguir como un BIP recientemente formalizado. Sin embargo, las limitaciones técnicas de Bitcoin y las ineficiencias asociadas con firmas más grandes resistentes a cuánticos sugieren que una solución futura podría parecerse al estado actual de Bitcoin.»
Las firmas existentes de Bitcoin siguen siendo mucho más pequeñas que las principales alternativas post-cuánticas, creando un intercambio directo entre la seguridad futura y la capacidad de la red. Las firmas más grandes consumirían más espacio en bloque, aumentarían los costos de transacción durante períodos de congestión y limitarían cuántas transferencias podrían confirmar los mineros.
Otras evaluaciones han encontrado que algunos sistemas de firma seguros contra cuánticos podrían expandir drásticamente los datos de transacción. Implementar SHRINCS u otro sistema resistente a cuánticos requeriría nuevas reglas de consenso, potencialmente a través de un soft fork compatible hacia atrás. Los proveedores de billeteras, mineros, operadores de nodos, intercambios y custodios también necesitarían apoyar la transición.
Fidelity se unió a otras ocho empresas financieras y de criptomonedas en julio para financiar una iniciativa de seguridad de Bitcoin de 15 millones de dólares que incluye investigación sobre resistencia cuántica.
