É isto que significa “desbloquear” o bitcoin em 9 minutos com computadores quânticos

A equipa de Quantum AI da Google disse mais cedo esta semana que um computador quântico futuro poderia derivar uma chave privada de bitcoin a partir de uma chave pública em cerca de nove minutos. O número espalhou-se como um ricochete pelas redes sociais e assustou os mercados.

Mas, o que é que isto realmente significa, na prática?

Comecemos por perceber como é que as transações de bitcoin funcionam. Quando envia bitcoin, a sua carteira assina a transação com uma chave privada, um número secreto que prova que tem as moedas.

Essa assinatura também revela a sua chave pública, um endereço partilhável, que é difundido para a rede e fica numa área de espera chamada mempool até um mineiro a incluir num bloco. Em média, essa confirmação demora cerca de 10 minutos.

A sua chave privada e a sua chave pública estão ligadas por um problema matemático chamado elliptic curve discrete logarithm problem. Os computadores clássicos não conseguem reverter essa matemática num prazo útil, enquanto um computador quântico futuro suficientemente poderoso, a correr um algoritmo chamado Shor’s, poderia.

É aqui que entra a parte dos nove minutos. O artigo da Google concluiu que um computador quântico poderia ser «preparado» com antecedência, ao pré-calcular as partes do ataque que não dependem de nenhuma chave pública específica.

Assim que a sua chave pública aparecer na mempool, a máquina só precisa de cerca de nove minutos para concluir o trabalho e derivar a sua chave privada. O tempo médio de confirmação do Bitcoin é de 10 minutos. Isso dá ao atacante uma probabilidade de cerca de 41% de derivar a sua chave e redirecionar os seus fundos antes de a transação original ser confirmada.

Pense nisso como um ladrão a passar horas a construir uma máquina universal para abrir cofres (pré-cálculo). A máquina funciona para qualquer cofre, mas sempre que surge um novo cofre, só precisa de alguns ajustes finais — e esse último passo é o que demora cerca de nove minutos.

Esse é o ataque da mempool. É alarmante, mas requer um computador quântico que ainda não existe. O artigo da Google estima que uma máquina desse tipo necessitaria de menos de 500,000 qubits físicos. Os maiores processadores quânticos de hoje têm à volta de 1,000.

A preocupação maior e mais imediata é de 6.9 milhões de bitcoin, aproximadamente um terço da oferta total, que já estão em carteiras onde a chave pública foi exposta de forma permanente.

Isto inclui endereços de bitcoin iniciais dos primeiros anos da rede que usavam um formato chamado pay-to-public-key, em que a chave pública é visível na blockchain por defeito. Também inclui qualquer carteira que tenha reutilizado um endereço, uma vez que gastar a partir de um endereço revela a chave pública para todos os fundos que restam.

Estas moedas não precisam da corrida dos nove minutos. Um atacante com um computador quântico suficientemente poderoso poderia comprometê-las à vontade, trabalhando através de chaves expostas uma a uma sem qualquer pressão de tempo.

A atualização Taproot do Bitcoin, em 2021, piorou a situação, como a CoinDesk noticiou mais cedo na terça-feira. O Taproot mudou a forma como os endereços funcionam, de modo que as chaves públicas fiquem visíveis on-chain por defeito, expandindo inadvertidamente o conjunto de carteiras que ficariam vulneráveis a um ataque quântico futuro.

A própria rede bitcoin continuaria a funcionar. A mineração usa um algoritmo diferente chamado SHA-256 que os computadores quânticos não conseguem acelerar de forma significativa com as abordagens atuais. Os blocos continuariam a ser produzidos.

O registo continuaria a existir. Mas se as chaves privadas puderem ser derivadas de chaves públicas, as garantias de propriedade que tornam o bitcoin valioso ruem. Qualquer pessoa com chaves expostas está em risco de roubo, e a confiança institucional no modelo de segurança da rede desaba.

A solução é a criptografia pós-quântica, que substitui a matemática vulnerável por algoritmos que os computadores quânticos não conseguem quebrar. A Ethereum já gastou oito anos a preparar essa migração. O Bitcoin nem sequer começou.