O Dilema Quântico do Bitcoin: Congelar Moedas ou Deixar a Rede Vulnerável?

De acordo com a Bitcoin Magazine, o debate sobre computadores quânticos no Bitcoin vai muito além de questões técnicas. Trata-se de uma confrontação entre princípios fundamentais da filosofia da rede: honrar o compromisso de que moedas válidas permaneçam gastas pelos seus donos, ou proteger a segurança do sistema contra uma vulnerabilidade conhecida há muitos anos. Jameson Lopp examina extensamente esta questão numa análise que toca aspetos técnicos, sociológicos, filosóficos e económicos simultaneamente.

O cerne do problema reside em que qualquer solução séria viola um princípio caro aos utilizadores do Bitcoin. Não fazer nada mantém as regras de consenso atuais, mas permite que atores com computadores quânticos roubem moedas cujos donos nunca consentiram. Congelar moedas vulneráveis evita este roubo, mas invalida retroativamente condições de gasto há muito estabelecidas. Uma migração forçada para assinaturas resistentes a quântica pode ser prudente do ponto de vista da engenharia, mas assemelha-se a um regime de confisco com prazos. Nenhuma solução consegue preservar simultaneamente os direitos de propriedade, a previsibilidade económica, a resistência à censura, a compatibilidade retroativa e a soberania do utilizador.

O sistema atual de autorização do Bitcoin depende da criptografia de curva elíptica para garantir que apenas os legítimos proprietários podem gastar os seus fundos. Tanto as assinaturas ECDSA legacy como as assinaturas Schnorr utilizam a curva elíptica secp256k1. Sob pressupostos computacionais clássicos, derivar uma chave privada a partir de uma chave pública é computacionalmente impraticável. Um computador quântico criptograficamente relevante executando o algoritmo de Shor muda esta suposição: uma vez que uma chave pública está disponível, um atacante quântico suficientemente capaz poderia derivar a chave privada correspondente e assinar uma transação para gastar os fundos, que seria aceite como válida pela rede.

Nem todas as saídas do Bitcoin expõem a mesma informação no mesmo momento. Algumas revelam a chave pública imediatamente e permanecem vulneráveis indefinidamente, enquanto outras ocultam a chave pública atrás de um hash até o proprietário gastar. Isto cria duas classes amplas de ataque. Um ataque de longo alcance visa saídas cujas chaves públicas já são visíveis na blockchain, como as antigas saídas pay-to-public-key e saídas Taproot. Um ataque de curto alcance visa moedas no momento do gasto: o proprietário transmite uma transação, a chave pública torna-se visível, e um atacante quântico rápido tenta derivar a chave privada antes que seja demasiado tarde.

O algoritmo de Grover poderia teoricamente acelerar a busca por força bruta de um hash de bloco válido, mas oferece apenas uma aceleração quadrática, enquanto Shor oferece uma aceleração superpolinomial. Assim, a vantagem competitiva é muito menos prática para a mineração. A própria ameaça de computadores quânticos existe numa sobreposição quântica: um computador quântico digno de preocupação pode ou não ser construído e ninguém pode provar ou refutar que acontecerá. Os céticos quanto aos quânticos não discordam que o algoritmo de Shor poderia quebrar a criptografia de curva elíptica, mas argumentam que não há boas razões para acreditar que construiremos o tipo de computador quântico poderoso e tolerante a falhas necessário.

Todos concordam que quebrar a criptografia de curva elíptica é impossível com os processadores quânticos ruidosos atuais. Exigiria muitos qubits lógicos fiáveis, taxas de erro extremamente baixas, computações longas com coerência elevada e correção de erros quânticos funcionando com sucesso em escala. O argumento céticos mais forte é que o teorema do limiar de tolerância a falhas quânticas depende de suposições que podem não ser satisfeitas fisicamente com a precisão necessária: ruído suficientemente independente, portas suficientemente precisas, interações indesejadas limitadas e a capacidade de manter erros abaixo de um limiar aceitável num sistema enorme. Gil Kalai oferece uma crítica ainda mais estrutural, argumentando que sistemas quânticos realistas podem sofrer de ruído correlacionado e acumulação de ruído que impede a formação de códigos de correção de erros quânticos de alta qualidade, tornando potencialmente o sistema mais frágil conforme mais qubits são adicionados.