Computer quantistico e bitcoin

In questo modo è sufficiente controllare il nonce e il contenuto del blocco per verificare la validità di ciascun blocco prima di integrarlo nella catena. Possibili soluzioni Per far fronte ai rischi del computer quantistico, in tutto il mondo università, istituti di ricerca e aziende si stanno impegnando per trovare nuove soluzioni crittografiche. Infine, per questo gruppo di miners sarebbe possibile inviare una transazione per poi cancellarla, facendo figurare di essere ancora in possesso dei coins appena spesi. I problemi che i computer quantistici potrebbero causare al mining di bitcoin sono fondamentalmente due: potrebbero impedire ai computer tradizionali di minare, potrebbero estrarre potenzialmente in pochi minuti tutti i bitcoin ancora da estrarre. Gli standard di quantum-resistenza potrebbero essere distribuiti al pubblico generale nello stesso modo in cui la crittografia end-to-end è stata diffusa attraverso browser e applicazioni di messaggistica famosi.

La potenza del calcolo quantistico

Google ha usato Sycamore, il suo processore quantico a 53 qubit, per raggiungere la supremazia quantistica. Sebbene il successo di Google sia stato un enorme passo avanti nel progresso dei computer quantistici, importanti traguardi restano ancora da fare, prima che possa esistere un computer quantistico commerciabile e realmente utilizzabile per risolvere i problemi del mondo reale.

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Quantum computing: minaccia alla sicurezza informatica e alle blockchain? La sicurezza della maggior parte dei metodi crittografici attualmente in uso, sia per la crittografia che per la firma digitale, si basa sul grado di difficoltà di risolvere alcuni problemi matematici: il problema della fattorizzazione dei numeri interi, il problema del logaritmo discreto o il problema del logaritmo discreto a curva ellittica.

Benché il problema matematico del calcolo dei logaritmi discreti e della fattorizzazione di numeri interi siano ben distinti, entrambi risulterebbero essere risolvibili per mezzo di computer quantistici.

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Tuttavia, la quantità di qubit disponibili in questo momento rende la sua applicazione limitata. Una chiave crittografica a curva ellittica a bit potrebbe essere ricavata su un computer quantistico usando circa qubit mentre il factoring del modulo RSA a bit, equivalente dal punto di vista della sicurezza, richiederebbe circa qubit.

Giova appena sottolineare come la maggior parte delle blockchain utilizzi oggi la crittografia con algoritmo di firma digitale Elliptic Curve ECDSA. Le stime sono solo stime, alcune più fondate di altre, ma non esiste una data fissa, quindi è difficile dirlo davvero.

Esistono molti motivi per passare a schemi di firma basati su hash come XMSS, poiché sono veloci e producono firme di piccole dimensioni. Un grosso svantaggio è che gli schemi di firma XMSS funzionano con stato, a causa dei loro alberi Merkle con molte firme singole.

Gli specialisti di Bitcoin e le organizzazioni che sviluppano applicazioni blockchain non sono indifesi contro questa minaccia. La comunità di Bitcoin non resta ferma di fronte alla minaccia quantistica, con la soluzione più ovvia che sarebbe quella di passare ad un nuovo algoritmo o sviluppare una metodologia di crittografia quantistica già esistente.

Si basa su una coppia di chiavi per criptare e decriptare informazioni - ovvero una chiave pubblica per criptare e una chiave privata per decriptare.

Il calcolo quantistico potrebbe potenzialmente rendere obsoleti tutti questi investimenti e persino intere organizzazioni. La rottura della crittografia, abilitata dalla matematica, indebolirebbe il valore dei progetti nelle tecnologie blockchain. Invece i governi o le aziende che vincono la corsa quantistica centralizzerebbero il controllo sui dati e sui benefici economici associati a queste informazioni. La realtà, tuttavia, è più sfumata rispetto agli annunci in pompa magna.

Al contrario, la crittografia a chiave simmetrica utilizza solo una chiave per criptare e decriptare dati. Uno dei principali vantaggi della crittografia asimmetrica è l'abilità di scambiare informazioni senza dover condividere una chiave comune attraverso un canale non affidabile.

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Senza questa fondamentale capacità, la sicurezza informatica di base non sarebbe stata possibile sull'internet. E' difficile immaginare i servizi bancari online, per esempio, senza l'abilità di criptare in sicurezza le informazioni tra parti altrimenti non attendibili.

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Se vuoi leggere altro su questo tema, dai un'occhiata all'articolo Crittografia Simmetrica vs. Parte della sicurezza della crittografia asimmetrica si basa sul presupposto che l' algoritmo che genera la coppia di chiave renda incredibilmente difficile calcolare la chiave privata partendo dalla chiave pubblica, e allo stesso tempo semplice calcolare la chiave pubblica partendo dalla chiave privata.

In matematica questo modello è definito come funzione botola, o unidirezionale, in quanto è facile calcolare in una direzione ma difficile nell'altra.

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Attualmente, la maggior parte degli algoritmi usati per generare la coppia di chiavi si basa su funzioni botola matematiche conosciute. Queste funzioni unidirezionali non sono notoriamente risolvibili in un lasso di tempo attuabile per qualsiasi computer esistente.

Servirebbe un'enorme quantità di tempo affinché il dispositivo più potente conosciuto riesca ad eseguire questi calcoli.

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Tuttavia, questo potrebbe cambiare presto con lo sviluppo di nuovi sistemi informatici chiamati computer quantistici. Computer classici I computer che conosciamo oggi possono essere chiamati computer classici.

Crittografia post-quantum, per resistere agli attacchi quantistici: gli scenari

Esistono diversi metodi hardware e software che permettono ai computer di frammentare computazioni complesse in chunk più piccoli per guadagnare un po' di efficienza. Tuttavia, solamente nel sono stati creati prototipi funzionanti ed utilizzabili a tutti gli effetti, quindi ci vorranno presumibilmente ancora diversi anni prima che possano realmente essere utilizzati per il mining.

I problemi che i computer quantistici potrebbero causare al mining di bitcoin sono fondamentalmente due: potrebbero impedire ai computer tradizionali di minare, potrebbero estrarre potenzialmente in pochi minuti tutti i bitcoin ancora da estrarre. Infatti, i costi di esercizio di un computer quantistico sono decisamente elevati, ed in futuro potrebbe non essere redditizio minare bitcoin con computer quantistici.

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L'unico metodo per trovare il nonce corretto, infatti, è il brute force, ossia tentare manualmente uno dopo l'altro tutti i nonce possibili finché non si trova quello corretto. Questo processo è detto mining e molto spesso viene effettuato mettendo insieme la potenza di diversi computer per dividersi poi la ricompensa data in cambio della creazione di un nuovo blocco. A questo punto il "block", dopo essere stato convalidato, viene integrato all'interno della catena per raccogliere una collezione di nuove transazioni e il lavoro di mining passa al blocco successivo.

Potrebbe gestire l'ecosistema della criptovaluta nella sua integrità, impedendo ad altri miners di completare nuovi blocchi e diventando l'unica potenza in grado di effettuare l'operazione di mining e quindi di ottenerne la ricompensa.

Criptovalute: strumenti e misure di sicurezza per la tutela del patrimonio

Infine, per questo gruppo di miners sarebbe possibile inviare una transazione per poi cancellarla, facendo figurare di essere ancora in possesso dei coins appena spesi. Questa pratica è detta double-spending e la blockchain è pensata appositamente per evitarla in condizioni regolari.

Nel suo studio, Aggarwal ha controllato l'eventualità di quest'ultimo scenario, analizzando la velocità di clock dei computer quantici e proiettando la differenza con i tradizionali computer nei prossimi dieci anni.