Οι κβαντικοί υπολογιστές παύουν να αποτελούν ακαδημαϊκό θέμα και μετατρέπονται σε πραγματική πρόκληση, στην οποία πρέπει να ανταποκριθούν τα παγκόσμια πρότυπα ασφάλειας. Για τον κόσμο των κρυπτονομισμάτων, αποτελούν απειλή, καθώς μπορούν να παραβιάσουν κρυπτογράφηση που μέχρι τώρα θεωρούνταν άθραυστη. Ανταποκρινόμενο στις νέες προκλήσεις που αναδύονται, το Ίδρυμα Algorand αποκαλύπτει ένα λεπτομερές σχέδιο με στόχο τη μετατροπή του δικτύου σε υποδομή πλήρως ανθεκτική στους κβαντικούς υπολογιστές έως τα τέλη του 2027, με τα πρώτα ορόσημα να ξεκινούν ήδη από το τρίτο τρίμηνο του τρέχοντος έτους.

Γιατί η σημερινή κρυπτογραφία δεν θα αντέξει στους κβαντικούς υπολογιστές;

Η σημερινή ασφάλεια στο διαδίκτυο και στις αλυσίδες μπλοκ λειτουργεί σαν ένα τεράστιο ψηφιακό θησαυροφυλάκιο. Οι σημερινοί υπερυπολογιστές θα χρειάζονταν δισεκατομμύρια χρόνια για να μαντέψουν τον σωστό συνδυασμό του κλειδιού ή του πορτοφολιού σας, και αυτός είναι ακριβώς ο λόγος για τον οποίο είμαστε ασφαλείς σήμερα. Οι κβαντικοί υπολογιστές, ωστόσο, αλλάζουν εντελώς τους κανόνες του παιχνιδιού. Χάρη στον λεγόμενο αλγόριθμο του Shor – ο οποίος είναι ουσιαστικά μια ευφυής μαθηματική συντόμευση – αυτές οι μηχανές μπορούν να παραβιάσουν πολύπλοκες ψηφιακές κλειδαριές σχεδόν αμέσως. Για τη συντριπτική πλειοψηφία των κρυπτονομισμάτων, αυτό σημαίνει ότι οι κωδικοί πρόσβασης και οι υπογραφές τους, οι οποίοι μέχρι τώρα ήταν απόλυτα ασφαλείς, θα σταματούσαν να λειτουργούν.

Το γεγονός ότι δεν πρόκειται για μια μακρινή απειλή επιστημονικής φαντασίας επιβεβαιώθηκε επίσης από την τελευταία έρευνα της Google. Οι επιστήμονές της υπολόγισαν με ακρίβεια πόσο ισχυρή θα έπρεπε να είναι μια μηχανή για να σπάσει τη σημερινή κρυπτογράφηση. Το αποτέλεσμα εξέπληξε τους ειδικούς. Αντί για απρόσιτους υπερυπολογιστές επιστημονικής φαντασίας, ένας εισβολέας θα χρειαζόταν μόνο μια κβαντική μηχανή με χωρητικότητα μικρότερη από 500.000 βασικά δομικά στοιχεία (φυσικά κβάντα). Δεδομένου ότι η τεχνολογική εξέλιξη προχωράει προς αυτή την κατεύθυνση με αλματώδεις ρυθμούς, για τον κόσμο του blockchain αυτό σημαίνει μόνο ένα πράγμα: πρέπει να αρχίσουμε να αλλάζουμε τις ψηφιακές κλειδαριές στα θησαυροφυλάκια πριν αυτές οι μηχανές γίνουν πραγματικότητα.

Αρχιτεκτονική έτοιμη για αλλαγή

Η Algorand, ωστόσο, δεν αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα με πανικό. Οι προγραμματιστές γνωρίζουν ότι η βεβιασμένη εφαρμογή νέων τύπων κλειδαριών θα μπορούσε να προκαλέσει περισσότερο κακό παρά καλό, καθώς η νέα μαθηματική προσέγγιση δεν έχει ακόμη επαληθευτεί από χρόνια πρακτικής εφαρμογής. Επιπλέον, τα νέα προστατευτικά στοιχεία απαιτούν μεγαλύτερη χρήση δεδομένων, κάτι που θα μπορούσε να επιβραδύνει το δίκτυο. Ως εκ τούτου, η Algorand έχει επιλέξει τη στρατηγική της λεγόμενης «κρυπτο-ευελιξίας». Φανταστείτε το σαν ένα ευέλικτο σετ κατασκευών – αντί να ενσωματώνεται ένας συγκεκριμένος τύπος προστασίας στο σύστημα, ολόκληρο το δίκτυο ανακατασκευάζεται έτσι ώστε στο μέλλον να μπορεί εύκολα και εν κινήσει να αντικαθιστά παλιά στοιχεία ασφαλείας με νέα, χωρίς να χρειάζεται να σταματήσει ολόκληρο το blockchain.

Τι έχει υλοποιήσει το δίκτυο από το 2022;

Η Algorand δεν ξεκινά αυτές τις προετοιμασίες από το μηδέν. Από το 2022, στο δίκτυο λειτουργούν οι λεγόμενες «Αποδείξεις Κατάστασης» (State Proofs), οι οποίες είναι ουσιαστικά τακτικά, εξαιρετικά ασφαλή ψηφιακά στιγμιότυπα ολόκληρου του συστήματος. Αυτά τα στιγμιότυπα χρησιμοποιούν μια ειδική νέα μέθοδο υπογραφής που ονομάζεται Falcon. Το όνομά της (που μεταφράζεται ως «γεράκι») δεν επιλέχθηκε τυχαία – το κύριο πλεονέκτημά της είναι ότι η ψηφιακή υπογραφή που προκύπτει καταλαμβάνει ελάχιστο χώρο. Αυτό είναι κρίσιμο για την ταχύτητα και τη διακίνηση δεδομένων του δικτύου. Αυτές οι προηγμένες υπογραφές λειτουργούν ήδη με επιτυχία σήμερα σε ζωντανή λειτουργία στο κύριο δίκτυο, και οι προγραμματιστές κατάφεραν να τις εισαγάγουν ομαλά, χωρίς να χρειαστεί να διακόψουν τη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος.

Ο δρόμος προς το 2027

Η νέα φάση του σχεδίου θα προσφέρει στους απλούς χρήστες πλήρως λειτουργικούς λογαριασμούς με αυτή τη νέα προστασία. Θα ελέγχονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως οι σημερινοί λογαριασμοί, για παράδειγμα μέσω του γνωστού Pera Wallet και ενός κλασικού κωδικού πρόσβασης 25 λέξεων. Για να γίνει η μετάβαση εκατό τοις εκατό ασφαλής, η Algorand θα επιτρέψει τη δημιουργία των λεγόμενων υβριδικών λογαριασμών. Αυτοί θα λειτουργούν σαν πόρτες με δύο διαφορετικές κλειδαριές – μία κλασική και μία νέα, ανθεκτική στην κβαντική υπολογιστική. Εάν το νέο σύστημα είχε κάποιο κρυφό ελάττωμα, το παλιό θα συνέχιζε να προστατεύει τα περιουσιακά στοιχεία, και το αντίστροφο. Στα τέλη του 2026, ολόκληρο το σύστημα θα επεκταθεί επίσης με μια άλλη οικονομική έκδοση κλειδιών για γρήγορη επιβεβαίωση των συναλλαγών.

Η πιο σύνθετη τεχνολογική πρόκληση για τους προγραμματιστές, ωστόσο, είναι η ανακατασκευή της ίδιας της καρδιάς του δικτύου, δηλαδή του συστήματος VRF. Πρόκειται για έναν αποκεντρωμένο μηχανισμό που, σε κλάσμα δευτερολέπτου, επιλέγει εντελώς τυχαία και δίκαια ποιος στο δίκτυο θα επαληθεύσει τις επόμενες συναλλαγές. Δεδομένου ότι το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί σήμερα μαθηματικούς αλγόριθμους παλαιότερης γενιάς, ο επικεφαλής επιστήμονας του ιδρύματος, ο καθηγητής Chris Peikert, ηγείται της έρευνας για τη νέα του έκδοση. Σχεδιάζει να παρουσιάσει την επιστημονική μελέτη που θα προκύψει στις αρχές του 2027, ενώ η νέα προστασία θα ενσωματωθεί απευθείας στην επαλήθευση των μπλοκ μέχρι το τέλος του ίδιου έτους.

Θεσμικό πρότυπο

Μια αλλαγή στο επίπεδο της ίδιας της αλυσίδας μπλοκ, ωστόσο, αποτελεί μόνο το μισό της επιτυχίας. Οι κατασκευαστές πορτοφολιών υλικού και οι οργανισμοί που διαχειρίζονται κρυπτονομίσματα για μεγάλους πελάτες πρέπει επίσης να προετοιμαστούν για τη νέα μαθηματική προσέγγιση. Δεδομένου ότι οι σημερινές συσκευές υλικού δεν είναι ακόμη πλήρως προετοιμασμένες για τη νέα τεχνολογία, η Algorand προσαρμόζει προσωρινά τους κανόνες ώστε να καταστεί δυνατή η δημιουργία προηγμένων κοινών λογαριασμών. Σε αυτούς, θα είναι δυνατό να συνδυάζονται ελεύθερα παλαιοί και νέοι τύποι κλειδιών, κάτι που θα παρέχει στους σημαντικούς παράγοντες της αγοράς τη μέγιστη θεσμική ασφάλεια ήδη κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου.