Protegiendo las Redes Blockchain de las amenazas cuánticas: un marco para la resistencia cuántica

La revista Scientific Reports de Springer-Nature ha publicado una investigación innovadora sobre la resistencia cuántica en las redes Blockchain por parte del BID — Banco Interamericano de Desarrollo, LACChain, Quantinuum y el Tecnológico de Monterrey.

Nos complace comunicar que nuestro artículo “Resistencia Cuántica en Redes Blockchain” ha sido publicado en la revista Scientific Reports de Springer-Nature y está disponible en línea públicamente. Esto representa un reconocimiento gratificante al trabajo que comenzamos en 2020 en colaboración con Quantinuum y el Tecnológico de Monterrey, buscando desarrollar un marco que permita proteger las redes Blockchain de ataques de computadoras cuánticas grandes y robustas.

Como afirma el artículo, “la aparición de la computación cuántica amenaza a los protocolos y redes Blockchain porque utilizan algoritmos criptográficos no resistentes a la cuántica. Cuando las computadoras cuánticas sean lo suficientemente robustas para ejecutar el algoritmo de Shor a gran escala, los algoritmos asimétricos más utilizados, utilizados para firmas digitales y cifrado de mensajes, como RSA, (EC)DSA y (EC)DH, ya no serán seguros. Las computadoras cuánticas podrán romperlos en un corto período de tiempo”.

Nuestro trabajo es pionero en proponer un marco de cinco pasos de extremo a extremo aplicable a la mayoría de las redes Blockchain que no requiere modificaciones críticas de los protocolos base para agregar una capa criptográfica post-cuántica que garantice la resistencia a los ataques de las computadoras cuánticas. El equipo conjunto también ha desarrollado una implementación escalable para redes basadas en Ethereum que se ha implementado en LACChain, y que utiliza Hyperledger Besu como protocolo Blockchain.

Marcos Allende López, CTO de LACChain y líder de este trabajo, afirmó que:

“Hoy en día, la comunidad Blockchain se centra en necesidades urgentes como la escalabilidad y la interoperabilidad. Sin embargo, teniendo en cuenta que hay billones de dólares en valor almacenados en las redes Blockchain y que, según Boston Consulting Group, se espera que la tokenización se convierta en un mercado de 16 billones de dólares en 2030, es irresponsable no tener un plan para proteger los registros descentralizados de ataques de computadoras cuánticas que podrán descubrir claves privadas y robar activos. Aunque no se sabe con certeza cuándo las computadoras cuánticas grandes y robustas estarán listas para lograr eso, es muy plausible que estas máquinas se utilicen silenciosamente al principio para hackear estratégicamente sin ser detectadas”.

Nuestro desarrollo de código abierto presenta tres alternativas para la verificación de transacciones blockchain firmadas con las firmas post-cuánticas Falcon-512 compatibles con NIST: (i) implementar el código de verificación en Solidity, lo cual, hasta nuestro conocimiento, constituye el primer contrato inteligente capaz de verificar firmas post-cuánticas, (ii) implementar una instrucción Solidity en el compilador Solc y el correspondiente opcode EVM, y (iii) refactorizar el opcode Java de la máquina virtual EVM en un contrato precompilado.

El equipo está trabajando en una Propuesta de Mejora de Ethereum (EIP) para llevar esta discusión a un foro más amplio dentro de las comunidades de Ethereum e Hyperledger. LACChain busca entidades e individuos que quieran unirse a esta misión.

El profesor Salvador E. Venegas-Andraca, del Tecnológico de Monterrey, comentó:

“La tecnología cuántica es una disciplina de dar y recibir: por un lado, las computadoras cuánticas junto con el algoritmo de Shor eventualmente se convertirán en una vulnerabilidad para los protocolos de criptografía de clave pública y otras tecnologías utilizadas en la protección de datos digitales. Por otro lado, podemos utilizar la tecnología cuántica para aumentar la seguridad de los blockchains actuales y futuros. Este último es de hecho el núcleo de nuestro artículo: utilizar la tecnología cuántica para proteger los blockchains actuales y futuros de los ataques cuánticos.”

Duncan Jones, Jefe de Ciberseguridad en Quantinuum, añadió:

“Los activos digitales más valiosos demandan los más altos niveles de seguridad. Al combinar algoritmos seguros frente a la computación cuántica con claves protegidas por computadoras cuánticas de nuestra plataforma Quantum Origin, este trabajo demuestra una mejora significativa en la seguridad de los sistemas blockchain.”

Acerca de LACChain.

LACChain es una alianza global que reúne a diversos actores en el espacio blockchain, liderada por el Laboratorio de Innovación del Grupo Banco Interamericano de Desarrollo (IDB Lab), con el objetivo de desarrollar el ecosistema blockchain en América Latina y el Caribe. Su misión es acelerar la adopción de la tecnología blockchain en la región, promoviendo la innovación, reduciendo las desigualdades económicas, sociales y de género, mejorando la calidad y seguridad del empleo, y fomentando la inclusión financiera, la protección del consumidor y la integridad del mercado. Para lograr estos objetivos, LACChain se enfoca en dos pilares principales: comunidad e infraestructura. A través de sus iniciativas, LACChain busca empoderar a las personas, mejorar la seguridad digital, construir confianza en la economía y sociedad digital, y fomentar la eficiencia energética, todo ello en apoyo al crecimiento inclusivo, el bienestar, los derechos humanos y los valores fundamentales. Para obtener más información sobre LACChain y sus iniciativas, visite su sitio web en www.lacchain.net.

Acerca del Tecnológico de Monterrey.

El Tecnológico de Monterrey fue fundado en 1943 gracias a la visión de Don Eugenio Garza Sada y un grupo de empresarios que formaron una asociación sin fines de lucro llamada Enseñanza e Investigación Superior, A.C. El Tecnológico de Monterrey es una institución privada, sin fines de lucro e independiente, sin afiliaciones políticas ni religiosas. El trabajo del Tecnológico de Monterrey en todos sus campus es respaldado por asociaciones civiles compuestas por un numeroso grupo de destacados líderes de todo el país que están comprometidos con la calidad en la educación superior. El Tecnológico de Monterrey es ampliamente reconocido como una de las universidades más prestigiosas de América Latina y se encuentra entre las 200 mejores universidades del mundo según el QS World University Rankings.

Acerca de Quantinuum.

Quantinuum es una de las mayores compañías de computación cuántica integrada e independiente del mundo, formada por la combinación del hardware líder en el mundo de Honeywell Quantum Solutions y el middleware y las aplicaciones líderes en su clase de Cambridge Quantum. Impulsada por la ciencia y orientada a la empresa, Quantinuum acelera la computación cuántica y el desarrollo de aplicaciones en química, ciberseguridad, finanzas y optimización. Su enfoque es crear soluciones cuánticas escalables y comerciales para resolver los problemas más apremiantes del mundo en campos como la energía, logística, cambio climático y salud. La empresa emplea a más de 480 personas, incluyendo 350 científicos, en nueve sitios en Estados Unidos, Europa y Japón.