La minería de Bitcoin empleará hashrate cuántico para 2046, según doctor en QC

Para el doctor Joseph Kearney, investigador de la Universidad de Kent, Reino Unido, la minería de Bitcoin estará a salvo de ataques cuánticos bajo ciertas condiciones, según explicó en una publicación en X el 24 de junio. Para el año 2046, «la infraestructura de minería probablemente estará utilizando computación cuántica [a su favor]», comenta.

Con mineros usando ordenadores cuánticos, se incrementará la dificultad del proceso de minería, ajustando el objetivo de hash, «y se reducirá la ventaja de un solo atacante cuántico», afirma Kearney. 

Esa perspectiva sugiere que Bitcoin no requerirá una reestructuración urgente de su mecanismo de prueba de trabajo (PoW) para resistir amenazas post-cuánticas, siempre que la industria evolucione con la tecnología. 

El Dr. Joseph Kearney es un especializado en tecnología “blockchain” y computación post-cuántica. Su trabajo explora cómo los avances en computación cuántica podrían afectar la seguridad de Bitcoin y de las criptomonedas, un tema del que ha presentado varios artículos desde 2019.  

Esos artículos están divulgados en el perfil público de Kearney en el sitio Google Scholar, una plataforma de Google que permite a los académicos validar su identidad y publicar estudios, avances y trabajos. 

Vulnerabilidad de SHA-256 y defensa cuántica 

El algoritmo SHA-256, que asegura la red Bitcoin al generar un hash único para cada bloque, no es inmune a los avances cuánticos. Aunque las computadoras clásicas tardarían millones de años en revertir este proceso debido a su naturaleza unidireccional, un computador cuántico podría explotar el algoritmo Grover para buscar la entrada correcta.  

Esto significa que, teóricamente, un actor malicioso con un ordenador con Grover podría resolver rápidamente un volumen crítico de problemas de PoW y comprometer la integridad de la red, facilitando un ataque del 51% si un actor controlara suficiente poder de cómputo.  

Kearney revisó su evaluación previa sobre el impacto cuántico en Bitcoin, a partir de su informe de 2022, elaborado junto a otros científicos y titulado “Quantum Advantage on Proof of Work” (Ventaja Cuántica en la Prueba de Trabajo), donde estimó que el primer ataque cuántico plausible del 51% contra el algoritmo SHA-256 ocurriría alrededor de 2046.  

Inicialmente, esta proyección señalaba un riesgo significativo, pero su reconsideración actual sugiere que la amenaza no requiere una reforma inmediata de la red Bitcoin.  

Ese cambio surge de su nueva hipótesis: para 2046, los mineros de Bitcoin habrían adoptado la computación cuántica en su hardware, lo que aumentaría colectivamente la tasa de hash de la red, ajustando dinámicamente la dificultad para mantener la seguridad.  

De ese modo, se neutralizaría la amenaza de aquel posible ataque, en lugar de depender de cambios estructurales en la red. Aunque será necesaria de una adopción masiva y coordinada. 

El siguiente gráfico de Kearney ilustra la proyección de la tasa de hash cuántica, que superaría a la tasa del hashrate tradicional hacia 2046: 

No obstante, advirtió que redes de criptomonedas con tasas de hash más bajas deberían prestar atención a las implicaciones del algoritmo de Grover, que optimiza la búsqueda de soluciones en problemas como PoW, a diferencia de los ataques de colisión de hash, que requieren un enfoque distinto. 

El investigador urge por un cambio anti-cuántico para las firmas en Bitcoin  

El 22 de octubre de 2024, Kearney, junto a otros investigadores, publicó un estudio que añade urgencia a la preparación de las firmas de Bitcoin frente a amenazas cuánticas: 

“Calculamos un límite inferior no ajustado del tiempo de inactividad acumulado requerido para la transición anterior en 1827,96 horas, o 76,16 días. También demostramos que la transición necesita completarse plenamente antes de la disponibilidad de dispositivos cuánticos que rompan ECDSA-256, para asegurar la seguridad continua de Bitcoin. La conclusión es que la actualización de Bitcoin a protocolos seguros frente a cuánticos necesita comenzar lo antes posible para garantizar sus operaciones continuas”. 

Reporte de Joseph Kearney de 2024.  

Esta afirmación se refiere a la necesidad de migrar todas las transacciones no gastadas (UTXO) a claves seguras contra ordenadores cuánticos, un proceso que requiere pausar la red para reemitir fondos en Bitcoin.  

El «límite inferior no ajustado de 76,16 días» representa el tiempo mínimo estimado si la red se dedicara exclusivamente a esta tarea, sin procesar nuevas transacciones. 

Este cálculo asume un escenario ideal donde todos los nodos actualicen simultáneamente, un desafío logístico que requeriría consenso masivo entre mineros y desarrolladores antes de que estén disponibles los dispositivos cuánticos capaces de romper ECDSA (firma digital de curva elíptica), el sistema de cifrado que protege las claves privadas en Bitcoin. 

Pese a su anuncio, Kearney no especificó ningún método anti-cuántico idóneo para proteger las firmas de las transacciones en Bitcoin. 

Aunque la minería podría adaptarse a la computación cuántica para 2046, la protección de las claves privadas, especialmente las antiguas, demanda una acción inmediata para garantizar la continuidad de la red, de acuerdo con Kearney.