Transação bitcoin imune a computadores quânticos é minerada

Uma transação construída para resistir a um computador quântico foi registrada na principal rede do bitcoin na quarta-feira, no bloco 964.199, confirmado na cadeia. O método, chamado Quantum Safe Bitcoin, foi desenhado por Avihu Levy, pesquisador da StarkWare e responsável pela área de aplicações da empresa, e tratado por ela como o primeiro do tipo a operar na mainnet.

O marco ocorreu sem mudanças nas regras de consenso. A companhia aplicou o método sobre o protocolo tal como ele existe hoje, contrariando a premissa de que defender os saldos desse tipo de ameaça dependeria de mexer no código do bitcoin.

Esse detalhe altera a dimensão do debate.

As assinaturas do bitcoin dependem de criptografia de curva elíptica. Uma máquina quântica de porte suficiente resolve essa classe de problema matemático com rapidez, usando o algoritmo de Shor, e transforma a chave pública de um endereço na chave privada correspondente. A maioria das chaves públicas do bitcoin fica protegida por trás de um hash, fora de alcance até o momento do gasto, e é a assinatura que as revela no instante em que o ativo é movimentado.

A transação fica então aguardando na mempool até o bloco que a inclui. Nesse período, uma máquina quântica operacional poderia aproveitar a exposição momentânea da chave pública para reconstruir a chave privada e se antecipar ao gasto legítimo daquelas moedas.

É essa janela que o Quantum Safe Bitcoin fecha.

A resposta do método é adicionar uma segunda trava, baseada em funções de hash, ao lado da proteção já existente. O algoritmo de Shor não quebra funções de hash, e o melhor ataque quântico conhecido sobre elas é acelerar a tentativa por força bruta, o que não basta para concluir o trabalho. A segurança passa a descansar sobre a dificuldade de reverter um hash em vez do segredo de uma chave privada.

A técnica central é o signature grinding, um procedimento que monta uma assinatura aceita pela rede sem depender de uma chave privada. O remetente aplica trabalho computacional fora da cadeia até achar um gasto cujo hash corresponda a uma assinatura com formato válido.

O que é o Quantum Safe Bitcoin

Esse trabalho acontece off-chain, antes da transmissão.

O custo gira em torno de algumas centenas de dólares, conforme a StarkWare, e o método se apoia fortemente no Binohash, técnica desenvolvida por Robin Linus, criador do BitVM. Como a transação usa um formato não padronizado, os nós comuns não a retransmitem pelo fluxo habitual, então ela precisou de uma rota direta até um minerador, fornecida pelo serviço Slipstream da MARA.

A StarkWare foi enfática ao dizer que o feito não torna o bitcoin completamente imune a computadores quânticos.

O que funcionou foi uma construção específica, e a rede como um todo permanece inalterada. A primeira limitação é a exposição prévia. Um endereço cuja chave pública já esteja publicada na cadeia não ganha nada com o método, pois quem dispusesse de uma máquina quântica teria tempo de derivar a chave privada antes mesmo de a transação ser enviada.

A segunda barreira está na migração dos saldos.

Para chegar a um ativo protegido por hash, as moedas precisam passar por uma transação assinada da maneira comum, e esse passo expõe a chave pública do endereço remetente. O ativo gasto na quarta-feira foi financiado em julho por exatamente uma transação desse tipo.

Há ainda uma restrição de entrega.

As limitações do método

Como a transação usa formato não padrão, ela não circula pelo caminho comum atendido pelos nós e depende de um intermediário para alcançar o minerador. Somadas ao custo elevado, as três barreiras mostram que o método atende a casos específicos e não substitui uma solução definitiva de protocolo, que depende de adoção conjunta pela rede.

O caminho para a proteção plena continua sendo um soft fork. Eli Ben-Sasson, executivo-chefe da StarkWare, defendeu essa mudança como a resposta adequada no longo prazo, porque ela estende a proteção quântica a todos os endereços de uma vez, sem depender de procedimentos individuais. Mesmo assim, reconheceu que o feito registrado na rede tem valor imediato, ao oferecer aos detentores a possibilidade de proteger parte dos saldos antes que essa decisão da rede ocorra.

Para a Starknet, rede da empresa baseada em provas de conhecimento zero, o marco se soma a um esforço de preparação quântica.

Contas pós-quânticas já operam na mainnet da Starknet, e a companhia publicou em junho um roteiro em três fases para substituir a criptografia de curva elíptica ainda presente em partes do sistema. A primeira fase protege a atividade nova, a segunda alcança contratos existentes e a terceira acompanha o Ethereum, porque a ponte de mensagens e ativos e o armazenamento onde a Starknet publica suas informações ainda herdam criptografia da camada base.

O registro da transação evidencia que existe um caminho individual para proteger determinados saldos sem esperar por uma mudança no protocolo. A decisão sobre adotar uma solução definitiva continua nas mãos da comunidade do bitcoin, que mantém o debate sobre o melhor formato de atualização em aberto.