StarkWare ha anunciado que Bitcoin ha alcanzado un hito importante en su carrera contra la computación cuántica. La empresa confirmó que una transacción resistente a cuántica fue minada en la mainnet de Bitcoin el 26 de agosto, lo que marca la primera demostración en vivo de su construcción Quantum Safe Bitcoin (QSB).

La transacción demuestra que Bitcoin puede admitir un método de gasto resistente a cuántica sin ningún cambio en sus reglas de consenso. El avance, sin embargo, no hace que la red de Bitcoin sea completamente segura frente a la computación cuántica.

El riesgo cuántico se encuentra con una transacción real de Bitcoin

Actualmente, Bitcoin depende de la criptografía de curva elíptica para las firmas de transacciones. Una computadora cuántica suficientemente potente que ejecute el algoritmo de Shor podría eventualmente derivar claves privadas a partir de claves públicas expuestas, lo que pondría en riesgo algunas tenencias de Bitcoin.

La exposición es desigual. Las claves públicas ya son visibles en la cadena para las monedas mantenidas en el formato pay-to-public-key (P2PK) utilizado en los primeros años de Bitcoin, y cualquier dirección estándar revela su clave pública la primera vez que realiza un gasto. Las salidas (outputs) cuyas claves públicas aún no han sido publicadas son objetivos más difíciles, porque un atacante también tendría que romper el hash de la dirección. Se considera que ninguna computadora cuántica actual es capaz de ejecutar el algoritmo de Shor contra una clave de curva elíptica de 256 bits; los investigadores estiman que esto requeriría máquinas con tolerancia a fallos a una escala muy superior al hardware actual.

Avihu Levy, investigador de StarkWare, desarrolló Quantum Safe Bitcoin para abordar esta vulnerabilidad utilizando las capacidades de script existentes de Bitcoin. El método añade una capa de seguridad basada en hash que no depende de supuestos de curva elíptica.

QSB utiliza una técnica llamada signature grinding (molienda de firmas). En lugar de producir una firma convencional de clave privada, el remitente realiza un cómputo considerable para encontrar un hash de transacción que cumpla las condiciones requeridas. La seguridad resultante depende de la resistencia a preimágenes de hash y no del secreto de una clave privada de curva elíptica.

Un bote salvavidas costoso, no una solución permanente

El avance viene con limitaciones importantes. Producir una transacción QSB requiere un costoso cómputo fuera de la cadena (off-chain), y la investigación original estima costos de varios cientos de dólares bajo sus supuestos.

La transacción también utiliza un formato no estándar. Los nodos ordinarios de Bitcoin no la retransmiten a través del proceso normal del mempool, por lo que StarkWare recurrió al servicio Slipstream de MARA para entregar la transacción directamente a un minero. MARA, una de las mayores empresas mineras de Bitcoin que cotizan en bolsa, lanzó Slipstream en marzo de 2024 como un canal de envío directo para transacciones grandes o no estándar que la red de retransmisión estándar no transporta.

StarkWare sigue favoreciendo una actualización del protocolo de Bitcoin como solución a largo plazo. La empresa también ha participado en BIP 360, una propuesta que busca habilitar funcionalidades de script de Bitcoin resistentes a cuántica mediante un soft fork. Una bifurcación de este tipo necesitaría un amplio respaldo de los operadores de nodos y de los mineros, un proceso de consenso que, en la historia de Bitcoin, ha tendido a desarrollarse a través de extensos debates públicos en lugar de decisiones rápidas.

La demostración en la mainnet representa, por lo tanto, una opción de emergencia práctica más que una actualización completa de la red. Aun así, traslada la protección de Bitcoin resistente a cuántica de la investigación a la ejecución en el mundo real y ofrece a los titulares otra vía potencial antes de que las computadoras cuánticas sean capaces de amenazar las protecciones criptográficas existentes. Las preguntas abiertas que quedan por delante son concretas: hasta dónde pueden bajar los costos del grinding a medida que la técnica se perfeccione, y cómo avanza BIP 360 en el proceso de revisión abierta de Bitcoin.