Ethereum propone seguridad post-cuántica para $104 mil millones en ETH apostados

Los desarrolladores de Ethereum han dado un primer paso hacia la protección de la red contra el posible impacto de la computación cuántica al proponer un rediseño del contrato de depósito de validadores de la cadena de bloques. Los cambios planeados podrían permitir eventualmente que Ethereum adopte sistemas criptográficos diseñados para resistir ataques cuánticos, ayudando a proteger aproximadamente $104 mil millones en Ether apostado.

La propuesta se presentó el lunes en el repositorio de Propuestas de Mejora de Ethereum bajo la designación provisional EIP-8394. Reemplazaría la estructura criptográfica fija del contrato de depósito con un marco más flexible que pueda adaptarse a diferentes tamaños de clave y almacenar información que identifique el esquema criptográfico utilizado para cada depósito de validador.

Actualmente, alrededor de 42,4 millones de ETH están bloqueados en el sistema de staking de ethereum, con validadores que dependen de firmas BLS basadas en criptografía de curva elíptica.

El sistema es altamente eficiente porque permite combinar un gran número de firmas de validadores en una única firma comprimida, reduciendo la cantidad de datos necesaria para mantener el mecanismo de consenso de ethereum.

Sin embargo, esa eficiencia podría convertirse en una vulnerabilidad si los ordenadores cuánticos alcanzan un nivel de poder de cómputo capaz de ejecutar el algoritmo de Shor. Tal máquina podría romper potencialmente los supuestos matemáticos detrás de la criptografía de curva elíptica y permitir a los atacantes falsificar credenciales de validadores.

El contrato de depósito existente de ethereum impone límites fijos a los datos criptográficos, permitiendo claves públicas de 48 bytes y metadatos de firma de 96 bytes. Esos parámetros fueron diseñados en torno a BLS y dejan poco espacio para esquemas criptográficos post-cuánticos significativamente más grandes.

Bajo el rediseño propuesto, el contrato admitiría claves o credenciales de hasta 8,192 bytes. Cada depósito también especificaría el esquema criptográfico que utiliza, permitiendo a ethereum introducir estándares adicionales con el tiempo.

BLS se identificaría inicialmente como el esquema cero, mientras que futuras Propuestas de Mejora de Ethereum podrían establecer opciones criptográficas adicionales.

El contrato propuesto tendría tres etapas de funcionamiento: deshabilitado, BLS habilitado y BLS retirado.

La etapa final impediría permanentemente que nuevos validadores se unan a la red con credenciales BLS. Sin embargo, los validadores existentes no se verían afectados inmediatamente por la transición.

La propuesta también eliminaría el mecanismo de procesamiento de depósitos que se ha utilizado desde que Ethereum introdujo el staking en 2022. En su lugar, esa funcionalidad se trasladaría al marco más reciente ya responsable de los retiros de validadores y otras actualizaciones relacionadas con validadores.

Activar el contrato rediseñado requeriría una bifurcación coordinada que involucre tanto la capa de ejecución como la capa de consenso de ethereum. Las direcciones finales del contrato y el cronograma de despliegue aún no se han determinado.

Thomas Coratger, uno de los tres autores de la propuesta, dijo en X que Ethereum y bitcoin están avanzando hacia firmas basadas en hash como una posible solución para la era post-cuántica.

Algunos esquemas basados en funciones hash sin estado estandarizados por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología pueden requerir aproximadamente 8 KB por firma, coincidiendo ampliamente con la capacidad propuesta de 8.192 bytes.

Alternativas con estado más compactas, por otro lado, dependen de contadores que introducen sus propios riesgos de seguridad. Reutilizar una clave de firma con estado incluso una sola vez puede comprometer potencialmente la clave privada correspondiente.

Como señaló Coratger, transicionar a la criptografía post-cuántica no es simplemente una cuestión de reemplazar un algoritmo por otro.

La propuesta surge amid crecientes advertencias sobre el posible impacto de la computación cuántica en las cadenas de bloques.

La investigación publicada por Google Quantum AI en marzo identificó cinco posibles vías de ataque cuántico dirigidas a ethereum. El estudio estimó que más de $100 mil millones en activos en monederos, sistemas de staking, contratos inteligentes y redes de capa 2 podrían exponerse eventualmente a ataques cuánticos.

Por separado, la empresa de seguridad cuántica Project Eleven estimó en mayo que la probabilidad de desarrollar una máquina capaz de romper firmas de curva elíptica podría superar el 50% para 2033, mientras identificaba 2030 como un escenario posible más temprano.

La empresa también estimó que más del 65% de todo el ETH se mantiene en direcciones cuyas claves públicas ya son visibles en la cadena de bloques, lo que podría aumentar su exposición si las computadoras cuánticas se vuelven capaces de explotar los estándares criptográficos actuales.

La propuesta de depósito del validador representa solo una parte de la estrategia post-cuántica más amplia de ethereum.

Se está considerando una propuesta separada, EIP-8141, para su inclusión en la actualización Hegotá prevista para finales de este año. Permitiría que las cuentas estándar de ethereum cambien a diferentes esquemas criptográficos sin requerir que los usuarios transfieran sus activos a una nueva dirección del monedero.

Juntos, los dos propuestas abordarían ambos lados del ecosistema de ethereum: los validadores responsables de asegurar la red y los usuarios comunes que mantienen activos en ella.

La Fundación Ethereum ha establecido un objetivo aproximado para 2029 para completar los cambios principales en el protocolo necesarios para abordar los riesgos de la computación cuántica.

El enfoque de Ethereum sugiere que la red trata la computación cuántica como un riesgo de infraestructura a largo plazo, en lugar de esperar hasta que la tecnología sea lo suficientemente potente como para amenazar la criptografía existente. El contrato de depósito propuesto es particularmente importante porque reemplazar un sistema criptográfico central después de que un ataque se vuelva técnicamente factible podría ser mucho más disruptivo que preparar la infraestructura con anticipación.

Sin embargo, la transición no será sencilla. Las firmas post-cuánticas generalmente requieren más datos y pueden introducir nuevos compromisos operativos, mientras que Ethereum debe coordinar cambios entre validadores, usuarios, aplicaciones y ambas capas de su protocolo.

Por lo tanto, la cuestión clave no es si Ethereum puede adoptar eventualmente criptografía resistente a la computación cuántica, sino si puede completar la transición lo suficientemente temprano sin comprometer la eficiencia y descentralización que sustentan la red hoy. Si la computación cuántica se desarrolla más rápido de lo esperado, la capacidad de Ethereum para migrar gradualmente en lugar de reaccionar bajo presión podría convertirse en una de las pruebas más importantes de su resiliencia a largo plazo.