Una nueva investigación ha reducido en más de la mitad la estimación de recursos necesarios para ejecutar una etapa crítica de un futuro ataque cuántico contra Bitcoin y Ethereum, respecto al punto de referencia publicado por Google Quantum AI en marzo. El avance no significa que ninguna de las dos redes pueda ser vulnerada actualmente, pero sí modifica uno de los parámetros utilizados para medir cuánto podría faltar para que una amenaza cuántica sea técnicamente viable.
El estudio, elaborado por investigadores vinculados con la Ethereum Foundation, Theta Labs, StarkWare y otras organizaciones, presenta un circuito cuántico capaz de ejecutar una operación fundamental utilizada por el algoritmo de Shor con 1.151 qubits lógicos y aproximadamente 1,3 millones de puertas Toffoli.
En términos sencillos, los qubits representan el tamaño de la máquina necesaria y las puertas Toffoli representan parte de la carga computacional que tendría que ejecutar. Al reducir ambos requerimientos, los investigadores disminuyen los recursos teóricos necesarios para una eventual máquina capaz de realizar el ataque.
El resultado es especialmente relevante porque Bitcoin y Ethereum utilizan secp256k1, el esquema criptográfico que constituye el objetivo de este tipo de ataque. Sin embargo, el estudio está muy lejos de demostrar que un ordenador cuántico actual pueda obtener claves privadas o falsificar transacciones.
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La estimación para atacar Bitcoin y Ethereum cae más de 50%
El principal resultado de la investigación sitúa el circuito desarrollado por los investigadores en una puntuación aproximada de 1.500 millones, una cifra que representa una reducción superior al 50% frente a los aproximadamente 3.000 millones reportados por Google Quantum AI en marzo.
La comparación debe interpretarse con cierta cautela. Los propios investigadores advierten que los dos diseños no son completamente equivalentes, ya que utilizan diferentes interfaces y reglas para contabilizar los recursos necesarios.
Aun así, la diferencia resulta significativa.
Una segunda versión del circuito, diseñada para aproximarse más a la forma en que el algoritmo de Shor utilizaría realmente esta operación, alcanzó una puntuación cercana a 1.960 millones. Aunque es más exigente que la primera implementación, continúa por debajo de la referencia publicada por Google.
El avance demuestra que el reloj de riesgo cuántico no depende exclusivamente de una variable: el desarrollo del hardware cuántico es solo una parte de la ecuación. La optimización de los algoritmos y de los circuitos también puede reducir los recursos necesarios para ejecutar un ataque.
¿Qué tiene que ver el algoritmo de Shor con Bitcoin y Ethereum?
La relevancia del estudio está en la operación que los investigadores decidieron optimizar: point addition, una operación matemática que se ejecuta repetidamente dentro de los cálculos necesarios para aplicar el algoritmo de Shor.
Shor es uno de los algoritmos cuánticos más importantes cuando se analiza el futuro de la criptografía basada en problemas matemáticos que podrían ser resueltos de manera mucho más eficiente mediante un ordenador cuántico suficientemente potente.
En el contexto de las criptomonedas, el riesgo teórico es particularmente importante porque una máquina cuántica suficientemente avanzada podría utilizar el algoritmo para derivar una clave privada a partir de una clave pública expuesta.
Si esa operación llegara a ser posible con suficiente rapidez, el atacante podría utilizar la clave privada obtenida para firmar transacciones y actuar como si fuera el propietario legítimo de los fondos.
Por eso, la investigación no está intentando demostrar que Bitcoin o Ethereum hayan sido comprometidos. Está intentando determinar cuántos recursos computacionales serían necesarios para que una parte crítica del proceso de ataque pudiera ejecutarse.
Bitcoin y Ethereum comparten el objetivo criptográfico del estudio
El trabajo adquiere especial relevancia para las principales redes porque tanto Bitcoin como Ethereum utilizan secp256k1 en sus sistemas de criptografía de curva elíptica.
Esto convierte a determinados elementos de sus esquemas de firma en un objetivo potencial para futuros ordenadores cuánticos capaces de ejecutar Shor a una escala suficientemente grande.
Pero existe una diferencia fundamental entre identificar una vulnerabilidad matemática potencial y disponer de la tecnología necesaria para explotarla.
El estudio no presenta un ataque completo contra Bitcoin o Ethereum. Su circuito representa solamente una de las operaciones importantes que formarían parte de un proceso mucho mayor.
Todavía quedan fuera elementos esenciales, entre ellos la corrección de errores físicos necesaria para operar un ordenador cuántico real de gran escala, el cálculo completo requerido por Shor y otros costes asociados específicamente al hardware.
Por tanto, el resultado no debe interpretarse como una cuenta regresiva que indique que Bitcoin o Ethereum puedan ser atacados en el corto plazo.
Más de 100 participantes y agentes de inteligencia artificial trabajaron durante ocho semanas
Uno de los elementos más llamativos de la investigación es la metodología utilizada para encontrar las optimizaciones.
Más de 100 participantes trabajaron durante aproximadamente ocho semanas sobre el problema a través de ECDSA.Fail, un desafío abierto creado por Eigen Labs.
El proceso produjo más de 400 propuestas aceptadas, de manera que cada mejora podía convertirse en el punto de partida para nuevos participantes que intentaran reducir todavía más los recursos necesarios.
La inteligencia artificial también desempeñó un papel relevante.
Los agentes de IA fueron utilizados principalmente para tareas de implementación, pruebas repetitivas y optimizaciones de menor escala, mientras que los investigadores humanos tendieron a concentrarse en la elección de las líneas de investigación y en modificaciones más importantes del diseño.
El estudio, sin embargo, no intenta determinar exactamente qué porcentaje de la mejora corresponde al trabajo humano y cuál a los agentes de inteligencia artificial.
Esta combinación introduce un elemento adicional en la evolución de la amenaza cuántica: la optimización del software y de los circuitos puede avanzar incluso cuando el hardware no registra un salto equivalente.
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El hardware cuántico no es la única variable del riesgo
Durante años, buena parte de la discusión sobre la amenaza cuántica para Bitcoin y otras criptomonedas se ha concentrado en una pregunta: ¿cuándo existirán ordenadores cuánticos suficientemente potentes?
La investigación añade otra variable importante.
Incluso si el desarrollo del hardware avanzara a un ritmo más lento de lo esperado, una reducción significativa de los recursos necesarios podría acercar técnicamente el escenario de un ataque.
En otras palabras, existen dos caminos que pueden modificar la distancia respecto a un ataque cuántico:
- Construir ordenadores cuánticos más potentes y tolerantes a fallos.
- Reducir los recursos computacionales necesarios mediante mejores algoritmos y circuitos.
El nuevo estudio actúa principalmente sobre la segunda variable.
Esto no significa que el riesgo haya aumentado automáticamente en términos de una amenaza inmediata. Significa que las estimaciones anteriores sobre los recursos necesarios para determinados componentes de un ataque pueden quedar rápidamente desactualizadas a medida que aparecen nuevas optimizaciones.
La cifra siguió bajando después del resultado principal
El avance tampoco terminó con la cifra principal presentada en el estudio.
El resultado destacado utiliza un corte temporal de julio, pero posteriormente aparecen diseños que reducen aún más el coste computacional estimado.
Uno de ellos llevó la puntuación hasta aproximadamente 1.260 millones, mientras que otra implementación consiguió reducir el requisito de tamaño de la máquina hasta 813 qubits lógicos, aunque a cambio de una cantidad considerablemente mayor de computación.
La diferencia entre ambos enfoques refleja uno de los problemas centrales de este tipo de estimaciones: reducir el número de qubits no necesariamente significa reducir el coste total del ataque.
Una máquina más pequeña puede necesitar ejecutar muchas más operaciones. Por el contrario, una arquitectura que utiliza más qubits puede reducir la cantidad de trabajo necesario.
Por eso, una sola cifra no puede representar por sí misma la dificultad real de construir un ordenador cuántico capaz de ejecutar un ataque completo.
¿Significa esto que Bitcoin puede ser hackeado hoy?
No. La investigación no demuestra que Bitcoin pueda ser atacado por un ordenador cuántico existente. Tampoco proporciona una técnica que permita robar fondos de Bitcoin o Ethereum utilizando las máquinas disponibles actualmente.
El circuito analizado representa solamente una parte importante de un eventual ataque basado en Shor y no incluye todos los recursos necesarios para ejecutar el proceso completo en hardware físico.
La distinción es fundamental.
Una cosa es demostrar que una operación matemática puede optimizarse y que requiere menos recursos teóricos de los estimados anteriormente. Otra completamente diferente es disponer de una máquina cuántica real con suficientes qubits físicos, corrección de errores, estabilidad y capacidad de ejecución para llevar a cabo todo el algoritmo contra una clave criptográfica.
Por ahora, el estudio pertenece a la primera categoría.
El verdadero problema es el tiempo necesario para cambiar la infraestructura
La importancia de estos resultados está menos relacionada con un ataque inmediato y más con la capacidad de las redes para reaccionar antes de que la tecnología cuántica alcance el nivel necesario.
Jieyi Long, CTO de Theta Labs y autor principal del estudio, explicó a CoinDesk que la urgencia no deriva de que exista un ataque inminente, sino del hecho de que la solución requiere años y no puede aplicarse retroactivamente.
Ese punto introduce una consideración estratégica para la industria.
Las redes blockchain no pueden esperar necesariamente hasta que exista un ordenador cuántico capaz de romper su criptografía para comenzar a desarrollar mecanismos resistentes a este tipo de tecnología. Las modificaciones criptográficas, las pruebas, la coordinación entre desarrolladores, usuarios y operadores, y la migración hacia nuevos esquemas de seguridad requieren tiempo.
El riesgo, por tanto, no se mide únicamente por la fecha en que aparezca el primer ordenador cuántico capaz de ejecutar un ataque.
También debe considerarse cuánto tiempo necesita el ecosistema para sustituir o proteger los mecanismos criptográficos potencialmente vulnerables.
Estados Unidos también está financiando el desarrollo de ordenadores cuánticos
El estudio aparece además en un momento en que el desarrollo de hardware cuántico continúa recibiendo importantes inversiones.
El Departamento de Comercio de Estados Unidos finalizó esta semana adjudicaciones relacionadas con la CHIPS Act por hasta 100 millones de dólares para cada una de las empresas Rigetti, D-Wave y Quantinuum, incluyendo participaciones minoritarias en las tres compañías.
Los recursos están destinados a impulsar el desarrollo de máquinas cuánticas de mayor escala y con tolerancia a fallos, precisamente el tipo de infraestructura que eventualmente sería necesaria para ejecutar cálculos cuánticos mucho más complejos.
Esto no significa que dichas inversiones vayan a producir un ordenador capaz de atacar Bitcoin o Ethereum en un plazo determinado. El estudio tampoco establece una fecha para que eso ocurra.
Pero sí refuerza una realidad: el desarrollo del hardware y la optimización de los algoritmos están avanzando simultáneamente.
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La amenaza cuántica obliga a replantear el calendario de seguridad de las criptomonedas
El resultado de los investigadores introduce una advertencia importante para Bitcoin, Ethereum y el sector de las criptomonedas en general.
El riesgo cuántico no debería analizarse únicamente mediante predicciones sobre cuándo llegará una computadora capaz de romper la criptografía actual. También debe evaluarse observando cómo disminuyen los recursos necesarios para ejecutar las operaciones que forman parte de un ataque.
La caída desde aproximadamente 3.000 millones hasta 1.500 millones en una métrica utilizada para evaluar una operación crítica constituye un cambio relevante en ese cálculo, aunque las cifras no sean perfectamente comparables y todavía falten componentes esenciales para convertir el circuito en un ataque práctico.
Para los usuarios, el mensaje actual no es que Bitcoin o Ethereum estén en peligro inmediato. Es que la transición hacia mecanismos resistentes a la computación cuántica no debería comenzar cuando el ataque ya sea posible.
La investigación demuestra precisamente por qué: mientras los fabricantes trabajan para construir máquinas cuánticas más grandes, investigadores humanos y agentes de inteligencia artificial pueden trabajar en paralelo para hacer que los algoritmos necesiten menos recursos.
El reloj cuántico, por tanto, tiene más de una aguja. Una avanza con el hardware. Otra lo hace con el software, las matemáticas y la optimización. Y la distancia real hasta una amenaza para la criptografía de Bitcoin y Ethereum dependerá de ambas.
