Sebbene la blockchain sia tradizionalmente considerata sicura, è vulnerabile agli attacchi dei computer quantistici.

Ora, un team di ricercatori russi ha sviluppato una soluzione alla sfida blockchain dell'era quantistica, utilizzando la distribuzione delle chiavi quantistiche (QKD).

Scrivendo sulla rivista Quantum Science and Technology, i ricercatori hanno creato una piattaforma blockchain a sicurezza quantistica che utilizza QKD per ottenere un'autenticazione sicura.

La blockchain è una piattaforma di registro distribuito che consente il consenso in una grande rete decentralizzata di parti che non si fidano l'una dell'altra. Le transazioni sono responsabili e trasparenti, rendendolo utile per una varietà di applicazioni da contratti intelligenti e finanza, alla produzione e alla sanità. Una delle applicazioni più importanti delle blockchain sono le criptovalute, come Bitcoin.

L'autore principale Dr. Evgeniy Kiktenko, dal Centro Quantistico Russo, Mosca, ha dichiarato:"Blockchain è promettente per una vasta gamma di applicazioni. Ma le piattaforme attuali si basano sulle firme digitali, vulnerabili agli attacchi dei computer quantistici. Questo vale anche per le funzioni di hash crittografiche utilizzate nella preparazione di nuovi blocchi, il che significa che coloro che hanno accesso al calcolo quantistico avrebbero un vantaggio sleale nell'ottenere ricompense minerarie, come i Bitcoin. Questi rischi sono significativi:si prevede che il 10% del PIL globale sarà archiviato su blockchain o tecnologia correlata alla blockchain entro il 2025.

Per superare questi rischi, i ricercatori hanno sviluppato una piattaforma blockchain che combina la replica della macchina a stati originale - un metodo generale per implementare un servizio a tolleranza d'errore replicando i server e coordinando le interazioni dei client con le repliche dei server - senza l'uso di firme digitali, e QKD per fornire l'autenticazione

Hanno quindi eseguito un esperimento per testarne la capacità in una rete QKD urbana.

Co-autore principale Dr. Aleksey Fedorov, dal Centro Quantistico Russo, ha dichiarato:"Utilizzare QKD per blockchain può sembrare controintuitivo, poiché le reti QKD si basano sulla fiducia tra i nodi, mentre molte blockchain mancano di tale fiducia. Più specificamente, si potrebbe obiettare che QKD non può essere utilizzato per l'autenticazione perché richiede un canale classico autenticato per il funzionamento stesso.

"Però, ogni sessione di comunicazione QKD genera una grande quantità di dati segreti condivisi, parte della quale può essere utilizzata per l'autenticazione nelle sessioni successive. Perciò, una piccola quantità di chiave segreta "seme" che le parti condividono prima della loro prima sessione QKD garantisce la loro autenticazione sicura per tutte le comunicazioni future. Ciò significa che QKD può essere utilizzato al posto delle classiche firme digitali".

Oltre a utilizzare QKD per l'autenticazione, i ricercatori hanno ridefinito il protocollo di aggiunta di nuovi blocchi in un modo diverso dalle moderne criptovalute. Piuttosto che concentrare lo sviluppo di nuovi blocchi nelle mani di singoli minatori, hanno impiegato il protocollo di trasmissione teoricamente sicuro delle informazioni, dove tutti i nodi raggiungono un accordo su un nuovo blocco a parità di condizioni.

Il co-autore principale, il prof. Alexander Lvovsky, ha dichiarato:"Un vantaggio cruciale del nostro protocollo blockchain è la sua capacità di mantenere la trasparenza e l'integrità delle transazioni contro gli attacchi con algoritmi quantistici. I nostri risultati aprono quindi possibilità per realizzare piattaforme blockchain scalabili e sicure. Se realizzato, una tale piattaforma blockchain può limitare i rischi economici e sociali derivanti da imminenti scoperte nella tecnologia di calcolo quantistico".