Como o Nervos CKB alcança a resistência quântica na era da computação quântica

Sobre CKB e resistência quântica – Como a Nervos Network se prepara para o futuro quântico

O rápido desenvolvimento da computação quântica está começando a representar uma ameaça real e urgente aos sistemas criptográficos atuais.

Ao contrário dos computadores clássicos, que operam em bits binários e exigem quantidades astronômicas de tempo para resolver quebra-cabeças criptográficos, os computadores quânticos usam qubits que existem em superposição.

Isso permite que eles executem vários cálculos simultaneamente e potencialmente quebrem algoritmos criptográficos amplamente usados, incluindo aqueles que protegem as redes blockchain atuais, em uma fração do tempo.

Protocolos como ECDSA e RSA – que sustentam a segurança do Bitcoin e de muitas outras redes – são especialmente vulneráveis.

À medida que os recursos quânticos crescem, criptógrafos e desenvolvedores de blockchain estão correndo para implementar defesas que protegerão as redes em um mundo pós-quântico.

Liderando essa carga está a Nervos Network, cuja camada fundamental, CKB (Common Knowledge Base), foi projetada não apenas com flexibilidade em mente, mas com suporte integrado para criptografia resistente à quântica.

O risco quântico para o blockchain

A ameaça da computação quântica reside em sua capacidade de minar os problemas matemáticos dos quais a criptografia clássica depende.

Dois grandes algoritmos quânticos destacam esse risco – o algoritmo de Shor e o algoritmo de Grover.

O algoritmo de Shor pode fatorar com eficiência grandes números inteiros e resolver logaritmos discretos – a espinha dorsal matemática do RSA e do ECDSA.

Se um computador quântico suficientemente poderoso estiver disponível, ele poderá extrair chaves privadas das públicas, quebrando o núcleo da criptografia de chave pública.

Isso significa que os fundos armazenados em redes tradicionais baseadas em UTXO, como o Bitcoin – onde as chaves públicas são reveladas assim que os resultados são gastos – podem ser expostos.

O algoritmo de Grover, embora não seja tão devastador, enfraquece a eficácia de algoritmos baseados em hash como o SHA-256, cortando sua segurança efetiva pela metade.

Isso apresenta desafios para os mecanismos de PoW (prova de trabalho) e estruturas de árvore Merkle – ambos fundamentais para muitas plataformas blockchain.

Com grandes empresas de tecnologia como Google, Microsoft e NVIDIA fazendo rápidos avanços na computação quântica – o processador 'Willow' do Google supostamente atingindo mais de 100 qubits – a janela de tempo para se preparar está se fechando rapidamente.

Criptografia pós-quântica – A base da defesa

Para ficar à frente das ameaças quânticas, os pesquisadores têm desenvolvido algoritmos PQC (criptografia pós-quântica) projetados para resistir a ataques de computadores clássicos e quânticos.

Várias famílias de algoritmos PQC estão atualmente sob revisão e padronização pelo NIST.

A criptografia baseada em rede – particularmente os esquemas CRYSTALS-Kyber (ML-KEM) e CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA) – emergiu como a favorita devido à sua forte segurança e eficiência.

Esses dois algoritmos foram formalmente aprovados como FIPS 203 e 204 em agosto de 2024.

Algoritmos baseados em hash como XMSS e SPHINCS+ oferecem fortes garantias teóricas, mas vêm com tamanhos de assinatura maiores.

O SPHINCS+, em particular, ganhou força devido à sua natureza sem estado e ao endosso do NIST.

A adoção já está em andamento em todos os setores.

A Cloudflare, por exemplo, se comprometeu a implantar o PQC em sua infraestrutura global até meados de 2025.

Em março de 2025, o NIST também adicionou o HQC como outro mecanismo de encapsulamento de chave padronizado (KEM), ampliando ainda mais o kit de ferramentas para sistemas resistentes à quântica.

Prontidão quântica integrada do Nervos CKB

Ao contrário de muitas blockchains legadas que são fortemente acopladas a primitivas criptográficas fixas, o Nervos CKB foi arquitetado com agilidade criptográfica em seu núcleo.

Em vez de depender apenas de hard forks para adotar novos métodos criptográficos, o CKB usa um sistema de script flexível construído em seu modelo de 'célula'.

No CKB, todos os ativos, incluindo tokens, contratos inteligentes e lógica do usuário, são armazenados como células, que são programáveis e modulares.

Essas células não são codificadas com um único padrão criptográfico.

Em vez disso, eles podem ser atualizados ou estendidos com novos esquemas criptográficos escrevendo scripts de bloqueio personalizados, sem a necessidade de alterar o protocolo base.

Esse design já deu frutos – a Nervos atualmente oferece suporte ao SPHINCS+, um algoritmo de assinatura baseado em hash stateless aprovado pelo NIST e considerado altamente seguro contra ataques quânticos.

Os desenvolvedores podem usar o script de bloqueio SPHINCS+ disponível na plataforma CKB para criar carteiras e contratos que são resistentes à quântica hoje.

Esse recurso coloca a Nervos à frente da curva. Enquanto a maioria das blockchains ainda está discutindo a prontidão do PQC, a Nervos já a implementou.

Para isso, uma carteira de autocustódia e código aberto usando o algoritmo SPHINCS+ já está disponível na Nervos (Quantum Purse), permitindo aos usuários a opção de proteger seus ativos com PQC.

O ambiente de contrato inteligente da Nervos – o CKB-VM – é baseado no conjunto de instruções RISC-V, que permite computação cripto-agnóstica de baixo nível.

Os desenvolvedores não estão presos a uma única linguagem ou algoritmo.

Essa flexibilidade significa que, à medida que novos padrões PQC surgem, eles podem ser implementados diretamente em contratos inteligentes ou scripts de bloqueio sem esperar por uma bifurcação de protocolo rígido ou redesenho de VM.

Abordagens híbridas e caminhos de transição práticos

O Nervos também permite esquemas criptográficos híbridos, combinando algoritmos clássicos e resistentes à quântica.

Por exemplo, os desenvolvedores podem construir carteiras de assinatura dupla que exigem uma assinatura ECDSA e uma assinatura SPHINCS+.

Essa abordagem em camadas fornece compatibilidade com a infraestrutura atual, ao mesmo tempo em que adiciona resistência quântica.

Esses sistemas híbridos oferecem um caminho de transição suave – especialmente valioso nos próximos anos, à medida que o ecossistema PQC amadurece.

Embora a substituição total da criptografia legada seja o objetivo final, os esquemas híbridos permitem que as redes permaneçam operacionais e seguras durante o ínterim.

Desafios e considerações

A resistência quântica vem com compensações.

Algoritmos pós-quânticos – especialmente os baseados em hash como SPHINCS+ – normalmente resultam em tamanhos de assinatura maiores, às vezes 10 vezes ou mais, em comparação com o ECDSA.

Isso afeta o armazenamento, a largura de banda e o tamanho da transação, que são métricas críticas para o desempenho do blockchain.

Os custos computacionais também variam. Alguns algoritmos consomem muita CPU, o que pode aumentar os tempos de validação da transação.

A abordagem modular do Nervos CKB significa que os desenvolvedores podem testar e otimizar essas compensações em aplicativos específicos, em vez de serem forçados a atualizações de tamanho único.

O suporte atual do CKB para SPHINCS+ permite que desenvolvedores e pesquisadores avaliem esses desafios na produção hoje, em vez de confiar apenas na teoria.

Conclusão

A computação quântica não é mais uma preocupação teórica distante.

Com o hardware quântico progredindo rapidamente, as bases criptográficas das redes blockchain de hoje estão em sério risco.

Blockchains que dependem exclusivamente de algoritmos clássicos, como ECDSA ou RSA, enfrentam um compromisso eventual e potencialmente catastrófico.

A Nervos Network, por meio de sua camada CKB, apresenta um exemplo poderoso de design de blockchain compatível com versões futuras.

Com seu modelo de 'célula', VM baseada em RISC-V e suporte para scripts de bloqueio pós-quântico personalizados, como SPHINCS+, a Nervos já lançou as bases para a resistência quântica.

Ao contrário de muitas redes que exigirão revisões massivas ou hard forks para sobreviver à transição quântica, o Nervos foi desenvolvido para se adaptar.

Seja por meio de esquemas híbridos ou migração completa de PQC, ele oferece aos desenvolvedores as ferramentas para se manterem à frente agora – e no futuro pós-quântico.

Para se aprofundar no Nervos CKB e na resistência quântica, consulte esses recursos.

• Computação Quântica – Novo Desafio à Segurança do CKB – por Zishuang Han, Cryptape
• Resistência Quântica em Blockchains – Preparando-se para um Mundo de Computação Pós-Quântica – por Nervos.org Conecte-se

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O post Como a Nervos CKB alcança a resistência quântica na era da computação quântica apareceu pela primeira vez no The Daily Hodl.