Protección post-cuántica de bitcoin: QuFi verifica la protección de Bitcoin sin cambios en la cadena de bloques

La protección post-cuántica de Bitcoin de QuFi Network muestra cómo los activos digitales pueden prepararse para los futuros riesgos cuánticos sin reescribir las redes de cálculo ya operativas. La empresa lanzó una plataforma de verificación post-cuántica y demostró su funcionamiento en Bitcoin Testnet4. El principio general de esta protección es reemplazar o complementar por adelantado los elementos criptográficos vulnerables con esquemas más resistentes, sin interrumpir el funcionamiento de la red y las billeteras.

Verificación fuera de la cadena de bloques

La idea principal de QuFi Network es no obligar a la propia cadena de bloques a realizar todo el trabajo criptográfico pesado. La plataforma separa la verificación de la operación de su ejecución final: nodos independientes realizan la verificación criptográfica por adelantado y luego transmiten a la red una prueba compacta.

Este enfoque debería reducir la carga en las redes base si tienen que pasar a la criptografía post-cuántica. Los esquemas post-cuánticos a menudo requieren más datos, cálculos y recursos que los mecanismos de criptografía de clave pública habituales, por lo que la incorporación directa de nuevas firmas en cada cadena de bloques puede aumentar los requisitos de almacenamiento, ancho de banda y procesamiento de transacciones. Además de la carga, la migración puede verse obstaculizada por la compatibilidad de billeteras, intercambios, puentes y nodos: los usuarios tendrán que actualizar sus herramientas, transferir claves con cuidado y evitar errores al cambiar a nuevos formatos.

QuFi Network se basa en estándares preparados en el marco de la iniciativa del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. NIST actúa como coordinador de la estandarización en este ámbito: recopila candidatos, los abre a análisis criptográficos públicos, compara la resistencia y la practicidad, y luego aprueba los algoritmos seleccionados como estándares.

Si desglosamos los esquemas utilizados por QuFi Network por roles, obtenemos la siguiente imagen:

• ML-DSA-65 --- criptografía de retículas; firma digital; estandarización NIST.
• SLH-DSA --- firmas hash; esquema adicional de firma digital; estandarización NIST.
• ML-KEM-1024 --- criptografía de retículas; intercambio seguro de claves; estandarización NIST.
• Kyber --- referencia para el intercambio de claves post-cuánticas en el mismo ámbito.

Entre las familias conocidas de algoritmos post-cuánticos, también se mencionan frecuentemente Dilithium, Falcon y SPHINCS+. Dilithium y Falcon pertenecen a las firmas de retículas: su resistencia se basa en problemas que se consideran difíciles para los ataques cuánticos. SPHINCS+ utiliza firmas hash y no se basa en retículas, pero generalmente requiere firmas más pesadas y un ajuste cuidadoso.

Cómo QuFi Network probó el sistema en Bitcoin

Para la demostración, el equipo creó uBTC --- una prueba de concepto que verifica la existencia de BTC como garantía y genera pruebas criptográficas para la posterior transferencia de valor. El ciclo completo de uBTC incluye emisión, quema y redención.

Todo esto funciona en Bitcoin Testnet4. Al momento de la redención, los fondos se envían finalmente mediante una transacción Bitcoin normal, que se puede verificar de forma independiente en la red. El protocolo de la primera criptomoneda no ha cambiado en este proceso.

Aquí es donde se encuentra la clave de la diferencia entre el enfoque de QuFi Network y los intentos de integrar directamente un algoritmo post-cuántico en la cadena de bloques. Algunas firmas post-cuánticas son notablemente más grandes que las tradicionales, lo que puede aumentar los requisitos de almacenamiento, canales de comunicación y procesamiento de operaciones en los nodos. Entre otros enfoques para proteger Bitcoin, se considera comúnmente la actualización de las reglas de firma a nivel de protocolo, esquemas híbridos con criptografía clásica y post-cuántica, capas adicionales de verificación y una gestión más cuidadosa de las claves en las billeteras.

Por qué la amenaza cuántica es importante para el mercado de criptomonedas

La criptografía post-cuántica es un conjunto de algoritmos que deben seguir siendo resistentes incluso frente a ataques utilizando potentes computadoras cuánticas. Es importante porque parte de los esquemas de protección clásicos se basa en problemas matemáticos que los algoritmos cuánticos teóricamente pueden resolver mucho más rápido que las computadoras convencionales.

Se trata de un escenario que en la industria se conoce como amenaza cuántica. La computación cuántica cambia el modelo de riesgos para la seguridad informática: una computadora suficientemente potente con qubits físicos y lógicos estables puede teóricamente atacar varios esquemas clásicos, incluyendo RSA a través de la factorización de números enteros y la criptografía en curvas elípticas a través del logaritmo discreto. En este contexto, a menudo se menciona el algoritmo de Shor, los qubits, el criptoanálisis y los logaritmos.

La amenaza práctica para los esquemas antiguos no se materializará simplemente con el aumento en el número de qubits, sino cuando aparezcan qubits lógicos estables, corrección de errores operativa, capacidades computacionales disponibles y una implementación efectiva de los algoritmos de ataque. Por lo tanto, los plazos suelen describirse como de largo plazo y dependientes del progreso en hardware, ingeniería y criptoanálisis, pero la preparación debe comenzar con anticipación: reemplazar la criptografía en billeteras, protocolos e infraestructura financiera lleva tiempo.

Para las criptomonedas, son críticos varios niveles de protección:

• Firmas.
• Gestión de claves.
• Autenticación.
• Privacidad.
• Protección de billeteras de criptomonedas.
• Certificados de claves públicas.
• Protocolos de comunicación.
• Protocolos criptográficos.
• Intercambio de claves.
• Intercambio de claves de Diffie-Hellman.

Una vulnerabilidad en cualquiera de estos niveles puede afectar billeteras, canales de comunicación y protocolos criptográficos. Un riesgo específico se conoce como "Cosechar ahora, descifrar después": un atacante recopila datos cifrados por adelantado para descifrarlos más tarde, cuando disponga del equipo adecuado. La protección contra este escenario se basa en la transición a esquemas de cifrado post-cuánticos o híbridos, la actualización regular de protocolos, la reducción de la vida útil de datos sensibles y una rotación cuidadosa de claves.

La transición a la criptografía post-cuántica debe comenzar con anticipación: los activos digitales deben permanecer protegidos no solo hoy, sino también cuando los ataques cuánticos se conviertan en un riesgo práctico.

En este contexto, el cifrado sigue siendo una tarea de múltiples capas. Métodos simétricos como el Estándar de Cifrado Avanzado y algoritmos simétricos se consideran una clase separada de protección, y las funciones hash criptográficas ayudan a construir pruebas y esquemas de verificación. También se pueden utilizar módulos de seguridad de hardware y pruebas de conocimiento cero en la infraestructura, pero QuFi Network se centra precisamente en una capa separada de verificación post-cuántica para diferentes redes.

Hasta ahora es un entorno de prueba, no una protección de la red principal

Es prematuro hablar de una protección post-cuántica completa para Bitcoin: la prueba se realizó en la red de prueba, no en la red principal. QuFi Network planea expandir la solución a redes EVM, Stellar y Solana.

Los usuarios de Bitcoin no necesitan cambiar el protocolo por su cuenta o transferir fondos a esquemas experimentales. Los pasos prácticos son más simples: seguir las actualizaciones de la billetera, almacenar de manera segura las frases semilla y claves, no revelar claves públicas sin necesidad, evitar mantener grandes sumas durante mucho tiempo en direcciones desde las cuales ya se han realizado transacciones, y prepararse para la migración cuando las soluciones verificadas estén disponibles en las billeteras principales.

La empresa también ha lanzado el programa Genesis Node para operadores que apoyarán la red descentralizada de verificación. En el futuro, QuFi Network espera utilizar una capa de verificación única para múltiples blockchains y sistemas financieros.

En agosto, StarkWare ya realizó en la red principal de Bitcoin la primera transacción resistente a ataques utilizando computadoras cuánticas. En investigaciones más amplias sobre este tema participan diferentes actores del mercado y del entorno tecnológico, incluyendo Google, la Fundación Ethereum y Coinbase. Para otras redes, la preparación generalmente comienza con testnets, la verificación de nuevas firmas, esquemas híbridos y la actualización de billeteras, ya que la resistencia a los riesgos cuánticos se está convirtiendo gradualmente en parte de la agenda a largo plazo para las criptomonedas y la infraestructura de activos digitales.