Cómo Nervos CKB logra la resistencia cuántica en la era de la computación cuántica

Acerca de CKB y la resistencia cuántica: cómo Nervos Network se prepara para el futuro cuántico

El rápido desarrollo de la computación cuántica está comenzando a representar una amenaza real y urgente para los sistemas criptográficos actuales.

A diferencia de las computadoras clásicas, que operan en bits binarios y requieren cantidades astronómicas de tiempo para resolver acertijos criptográficos, las computadoras cuánticas usan qubits que existen en superposición.

Esto les permite realizar múltiples cálculos simultáneamente y potencialmente romper algoritmos criptográficos ampliamente utilizados, incluidos los que protegen las redes blockchain actuales, en una fracción del tiempo.

Protocolos como ECDSA y RSA, que subyacen a la seguridad de Bitcoin y muchas otras redes, son especialmente vulnerables.

A medida que crecen las capacidades cuánticas, los criptógrafos y los desarrolladores de blockchain están compitiendo para implementar defensas que aseguren las redes en un mundo poscuántico.

Liderando esta carga está la Red Nervos, cuya capa fundacional, CKB (Common Knowledge Base), está diseñada no solo teniendo en cuenta la flexibilidad, sino también con soporte incorporado para criptografía resistente a la cuántica.

El riesgo cuántico para blockchain

La amenaza de la computación cuántica radica en su capacidad para socavar los problemas matemáticos de los que depende la criptografía clásica.

Dos algoritmos cuánticos importantes resaltan este riesgo: el algoritmo de Shor y el algoritmo de Grover.

El algoritmo de Shor puede factorizar de manera eficiente números enteros grandes y resolver logaritmos discretos, la columna vertebral matemática de RSA y ECDSA.

Si se dispone de una computadora cuántica lo suficientemente potente, podría extraer claves privadas de las públicas, rompiendo el núcleo de la criptografía de clave pública.

Esto significa que los fondos almacenados en redes tradicionales basadas en UTXO como Bitcoin, donde las claves públicas se revelan una vez que se gastan los resultados, podrían quedar expuestos.

El algoritmo de Grover, aunque no es tan devastador, debilita la efectividad de los algoritmos basados en hash como SHA-256 al reducir su seguridad efectiva a la mitad.

Esto presenta desafíos para los mecanismos PoW (prueba de trabajo) y las estructuras de árbol de Merkle, ambos fundamentales para muchas plataformas blockchain.

Con las principales empresas tecnológicas como Google, Microsoft y NVIDIA haciendo rápidos avances en la computación cuántica (el procesador 'Willow' de Google alcanza más de 100 qubits), la ventana de tiempo para prepararse se está cerrando rápidamente.

Criptografía poscuántica: la base de la defensa

Para adelantarse a las amenazas cuánticas, los investigadores han estado desarrollando algoritmos PQC (criptografía poscuántica) diseñados para resistir los ataques de computadoras clásicas y cuánticas.

Varias familias de algoritmos PQC están actualmente bajo revisión y estandarización por parte del NIST.

La criptografía basada en celosías, en particular los esquemas CRYSTALS-Kyber (ML-KEM) y CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA), se ha convertido en la pionera debido a su gran seguridad y eficiencia.

Estos dos algoritmos fueron aprobados formalmente como FIPS 203 y 204 en agosto de 2024.

Los algoritmos basados en hash como XMSS y SPHINCS+ ofrecen sólidas garantías teóricas, pero vienen con tamaños de firma más grandes.

SPHINCS+, en particular, ha ganado terreno debido a su naturaleza apátrida y al respaldo del NIST.

La adopción ya está en marcha en todas las industrias.

Cloudflare, por ejemplo, se ha comprometido a implementar PQC en su infraestructura global para mediados de 2025.

En marzo de 2025, el NIST también agregó HQC como otro mecanismo de encapsulación de claves estandarizado (KEM), ampliando aún más el conjunto de herramientas para sistemas resistentes a la cuántica.

Preparación cuántica incorporada de Nervos CKB

A diferencia de muchas cadenas de bloques heredadas que están estrechamente acopladas a primitivas criptográficas fijas, Nervos CKB se diseñó con la agilidad criptográfica en su núcleo.

En lugar de depender únicamente de bifurcaciones duras para adoptar nuevos métodos criptográficos, CKB utiliza un sistema de secuencias de comandos flexible basado en su modelo de "celda".

En CKB, todos los activos, incluidos los tokens, los contratos inteligentes y la lógica del usuario, se almacenan como celdas, que son programables y modulares.

Estas celdas no están codificadas con un único estándar criptográfico.

En su lugar, se pueden actualizar o ampliar con nuevos esquemas criptográficos escribiendo scripts de bloqueo personalizados, sin necesidad de cambiar el protocolo base.

Este diseño ya ha dado sus frutos: Nervos actualmente es compatible con SPHINCS+, un algoritmo de firma basado en hash sin estado aprobado por el NIST que se considera altamente seguro contra ataques cuánticos.

Los desarrolladores pueden usar el script de bloqueo SPHINCS+ disponible en la plataforma CKB para crear billeteras y contratos que son resistentes a la cuántica en la actualidad.

Esta característica pone a Nervos por delante de la curva. Si bien la mayoría de las cadenas de bloques todavía están discutiendo la preparación de PQC, Nervos ya la ha implementado.

A tal efecto, ya está disponible en Nervos (Quantum Purse) una billetera de autocustodia y código abierto que utiliza el algoritmo SPHINCS+, lo que permite a los usuarios la opción de proteger sus activos con PQC.

El entorno de contrato inteligente de Nervos, el CKB-VM, se basa en el conjunto de instrucciones RISC-V, que permite la computación cripto-agnóstica de bajo nivel.

Los desarrolladores no están encerrados en un solo lenguaje o algoritmo.

Esta flexibilidad significa que a medida que surgen nuevos estándares PQC, se pueden implementar directamente en contratos inteligentes o scripts de bloqueo sin esperar una bifurcación de protocolo duro o un rediseño de VM.

Enfoques híbridos y rutas de transición prácticas

Nervos también permite esquemas criptográficos híbridos, combinando algoritmos clásicos y resistentes a la cuántica.

Por ejemplo, los desarrolladores pueden construir billeteras de doble firma que requieran una firma ECDSA y SPHINCS+.

Este enfoque en capas proporciona compatibilidad con versiones anteriores de la infraestructura actual al tiempo que agrega resistencia cuántica.

Estos sistemas híbridos ofrecen una ruta de transición suave, especialmente valiosa en los próximos años a medida que madura el ecosistema PQC.

Si bien el objetivo final es reemplazar completamente la criptografía heredada, los esquemas híbridos permiten que las redes permanezcan operativas y seguras durante el ínterin.

Desafíos y consideraciones

La resistencia cuántica viene con compensaciones.

Los algoritmos poscuánticos, especialmente los basados en hash como SPHINCS+, generalmente dan como resultado tamaños de firma más grandes, a veces 10 veces o más, en comparación con ECDSA.

Esto afecta el almacenamiento, el ancho de banda y el tamaño de las transacciones, que son métricas críticas para el rendimiento de la cadena de bloques.

Los costos computacionales también varían. Algunos algoritmos hacen un uso intensivo de la CPU, lo que podría aumentar los tiempos de validación de las transacciones.

El enfoque modular de Nervos CKB significa que los desarrolladores pueden probar y optimizar estas compensaciones en aplicaciones específicas, en lugar de verse obligados a realizar actualizaciones únicas.

El soporte actual de CKB para SPHINCS+ permite a los desarrolladores e investigadores evaluar estos desafíos en la producción actual en lugar de confiar solo en la teoría.

Conclusión

La computación cuántica ya no es una preocupación teórica lejana.

Con el rápido progreso del hardware cuántico, los fundamentos criptográficos de las redes blockchain actuales están en grave riesgo.

Las cadenas de bloques que se basan únicamente en algoritmos clásicos, como ECDSA o RSA, se enfrentan a un compromiso eventual y potencialmente catastrófico.

La red Nervos, a través de su capa CKB, presenta un poderoso ejemplo de diseño de blockchain compatible con el futuro.

Con su modelo de 'celda', VM basada en RISC-V y soporte para scripts de bloqueo poscuántico personalizados como SPHINCS+, Nervos ya ha sentado las bases para la resistencia cuántica.

A diferencia de muchas redes que requerirán revisiones masivas o bifurcaciones duras para sobrevivir a la transición cuántica, Nervos está diseñado para adaptarse.

Ya sea a través de esquemas híbridos o migración completa de PQC, ofrece a los desarrolladores las herramientas para mantenerse a la vanguardia ahora y en el futuro poscuántico.

Para profundizar en Nervos CKB y la resistencia cuántica, consulte estos recursos.

• Computación cuántica – Nuevo desafío para la seguridad de CKB – por Zishuang Han, Cryptape
• Resistencia cuántica en blockchains – Preparándose para un mundo de computación post-cuántica – por Nervos.org

Conéctese con la comunidad de Nervos en Discord y Telegram.

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