Komputasi kuantum, yang dulunya merupakan konsep teoretis, kini dengan cepat memajukan dan membentuk kembali pemahaman kita tentang pemrosesan data.
Tidak seperti komputer tradisional yang menggunakan bit, mesin kuantum memanfaatkan qubit, yang dapat berada di banyak keadaan sekaligus. Hal ini menjadikannya jauh lebih efisien dibandingkan sistem komputasi tradisional ketika menangani masalah yang kompleks.
Bagi sektor blockchain, kebangkitan teknologi kuantum menimbulkan ancaman signifikan terhadap sistem kriptografi yang mendukung keamanan blockchain. Metode enkripsi saat ini, seperti Rivest-Shamir-Adleman (RSA) dan Elliptic-Curve Cryptography (ECC), banyak digunakan di jaringan seperti Bitcoin dan Ethereum.
Kekuatan intinya terletak pada kompleksitasnya, yang tidak dapat dipecahkan oleh sistem tradisional. Namun mesin kuantum mengklaim mampu merusak sistem ini, sehingga berpotensi membuat jaringan rentan terhadap serangan yang dulunya dianggap mustahil.
Dengan seluruh sektor yang terdiri dari mata uang kripto, token non-fungible (NFT), dan aplikasi terdesentralisasi (DApps) berada dalam risiko, langkah-langkah kriptografi yang tahan kuantum sangat dibutuhkan. Saat kita perlahan-lahan bergerak menuju era pasca-kuantum, sektor blockchain harus berinovasi dan beradaptasi.
Untuk menjelaskan masalah ini, Lisa Loud, Direktur Eksekutif Secret Network Foundation dan Ketua Kelompok Kerja Algoritma Kuantum IEEE SA, baru-baru ini berbicara dengan crypto.news, membahas implikasi komputasi kuantum untuk keamanan blockchain dan bagaimana ancaman ini diatasi.
Apa itu serangan komputasi kuantum, dan mengapa serangan ini dianggap sebagai ancaman terhadap blockchain dan mata uang kripto secara umum?
Serangan komputasi kuantum mirip dengan serangan brute force saat ini karena kapasitasnya untuk mencoba kombinasi berbeda jauh lebih baik dibandingkan komputer klasik. Jika Anda memiliki kunci kombinasi dengan tiga angka, ada sekitar seribu kombinasi, dan pencuri yang sabar dapat mencoba semuanya dan membuka kunci koper Anda atau mencuri sepeda Anda. Ketika Anda memiliki kata sandi online yang terdiri dari 12 karakter, permutasinya meningkat menjadi 7212 kemungkinan kata sandi berbeda, yang tidak dapat dikelola oleh manusia – namun komputer klasik dapat mencoba semuanya secara berurutan dan akhirnya menemukan kombinasi yang tepat. Jika Anda memiliki dompet dengan kunci pribadi terenkripsi, jumlah opsi yang memungkinkan meningkat menjadi 2256. Jumlah ini terlalu banyak untuk dikelola oleh komputasi klasik, tetapi komputer kuantum dapat melakukannya.
Ini adalah penyederhanaan kenyataan namun menyampaikan konsep mengapa serangan komputer kuantum merupakan ancaman terhadap blockchain dan mata uang kripto. Banyak usulan untuk mengatasi ancaman ini sebagian besar bersifat teoritis atau bergantung pada solusi pembuatan blockchain baru dengan ketahanan kuantum asli, namun hal ini tidak praktis ketika ada jutaan dolar yang terikat pada blockchain yang sudah ada. Sebaliknya, beberapa peneliti berfokus pada kerangka kerja end-to-end yang dapat diterapkan pada blockchain yang ada3. Ancaman lain yang kurang jelas namun potensial adalah komputer kuantum mungkin mampu menambang blok jauh lebih cepat dibandingkan komputer klasik, sehingga berpotensi memusatkan kekuatan penambangan.
Bisakah sektor blockchain mengatasi masalah ini sebelum teknologi komputasi kuantum siap sepenuhnya?
Ini adalah masalah yang kita lihat saat ini, tapi siapa yang tahu apa yang akan muncul setelah komputasi kuantum menjadi kenyataan. Kita tahu bahwa kriptografi blockchain berevolusi secara khusus untuk melawan ancaman ini, namun pertanyaan terbesarnya adalah, apa yang belum kita pikirkan? Ancaman apa saja yang tidak terlihat jelas saat ini, namun hanya akan muncul setelah kita memiliki kedua teknologi ini di ruang yang sama? Kami tidak tahu jawabannya, tapi kami yakin akan satu hal: akan ada masalah baru dan tak terduga yang harus diselesaikan ketika blockchain menghadapi komputasi kuantum.
Secara teoritis, komputer kuantum dapat mematahkan algoritma kriptografi RSA dan Elliptic Curve; seberapa besar ancaman terhadap platform blockchain saat ini seperti Bitcoin dan Ethereum?
Bidang kriptografi kuantum, meskipun menjanjikan potensinya dalam memecahkan sandi yang ada, masih jauh dari siap untuk penerapan praktis. Pada saat yang sama, enkripsi on-chain terus berkembang, dan para kriptografer saat ini menyadari ancaman kuantum yang akan terjadi. Sebagai akibat dari serangkaian kondisi ini, pengembangan metode enkripsi on-chain baru menganggap metode bukti kuantum diperlukan. Saat ini, tidak ada ancaman terhadap Bitcoin atau Ethereum hanya karena perangkat keras kuantum sebagian besar masih berupa konstruksi teoritis.
Anda mungkin juga menyukai: Keadaan darurat kuantum: Ethereum berpacu dengan waktu
Apakah menurut Anda standar kriptografi dapat membantu mengamankan jaringan blockchain dari ancaman kuantum? Bisakah mereka diintegrasikan ke dalam sistem yang sudah ada seperti Bitcoin dan Ethereum?
Ada berbagai algoritma mata uang kripto yang dirancang untuk menangani resistensi kuantum, seperti SPHINCS+. Saat saya memimpin komite standar di IEEE untuk mendefinisikan praktik terbaik dalam menulis algoritma kuantum, ada kelompok kerja lain di IEEE dan banyak organisasi standar lainnya yang mengerjakan praktik terbaik untuk pengembangan perangkat lunak tahan kuantum. Blockchain akan mampu mengganti algoritma enkripsi lebih cepat dibandingkan bidang industri lainnya. Secara khusus, rantai yang memiliki struktur tata kelola akan lebih mudah melakukan peralihan. Rantai seperti Bitcoin atau Ethereum mungkin membutuhkan waktu lebih lama.
Apa saja tantangan yang dihadapi blockchain yang terdesentralisasi dalam bermigrasi ke kriptografi pasca-kuantum? Apakah nama samaran yang melekat pada blockchain publik merupakan suatu masalah?
Bukan nama samaran pengguna blockchain yang menjadi masalah – melainkan distribusi node di setiap blockchain, dan Bitcoin adalah yang paling ekstrem. Strategi mitigasi apa pun untuk menjadikan Bitcoin tahan kuantum hampir pasti memerlukan perubahan dalam format alamat dompet. Mekanisme konsensus proof-of-work Bitcoin tidak terlalu terancam, namun sistem alamatnya (berdasarkan ECDSA – Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) rentan dan perlu diubah. Secara historis, hal ini merupakan proses yang berantakan dan menimbulkan kekacauan dan sejumlah kerugian. Ethereum menghadapi tantangan serupa dengan struktur alamat dan distribusinya yang luas, namun Ethereum memiliki keunggulan karena lebih mudah diupgrade dibandingkan Bitcoin karena kemampuan kontrak cerdasnya.
Jadi ya, akan ada tantangan dalam memigrasikan blockchain apa pun ke kriptografi pasca-kuantum, dan semakin luas distribusi rantainya, semakin sulit untuk mengatasi tantangan ini. Dompet yang lebih lambat bermigrasi dapat menghadapi kerentanan yang lebih tinggi terhadap serangan kuantum. Memastikan bahwa sistem pasca-kuantum dapat berinteraksi dengan sistem lama selama masa transisi akan memerlukan pemeliharaan sistem ganda untuk jangka waktu yang lama, dan struktur kunci yang lebih besar dapat berdampak pada kinerja blockchain.
Jadi, apakah ada jaringan blockchain yang dilengkapi untuk transisi?
Beberapa blockchain yang baru dibangun memiliki jalur mitigasi yang lebih mudah. Misalnya, Cosmos dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga memudahkan migrasi. Semua rantai yang dibangun di Cosmos SDK mungkin ingin memilih algoritme bukti kuantum yang umum untuk mempermudah integrasi dompet. Beberapa rantai dirancang khusus untuk mengenkripsi data yang mereka bawa dalam transaksi, seperti Secret Network dan Fhenix. Secret menggunakan kantong perangkat keras yang aman (seperti TEE Intel SGX) untuk melindungi data terenkripsi secara berantai. Enkripsi ini tahan terhadap serangan kuantum karena kantong aman dapat mengubah skema enkripsinya secara real-time dengan beberapa implikasi kinerja. Fhenix menggunakan matematika – atau enkripsi homomorfik sepenuhnya – untuk mengamankan data dalam skema enkripsi kompleks yang tahan kuantum. Teknologi untuk FHE belum siap digunakan saat ini, namun jangka waktunya jauh lebih pendek dibandingkan jangka waktu untuk komputer kuantum. Hal ini memungkinkan masa depan blockchain dibangun secara native dengan ketahanan kuantum yang tertanam di dalamnya, jauh lebih cepat daripada komputasi kuantum yang siap menyerang blockchain.
Berapa lama waktu yang dimiliki sektor blockchain sebelum ancaman komputasi kuantum menjadi tidak dapat dihindari?
Dalam 10-20 tahun ke depan, industri [blockchain] harus siap sepenuhnya. Banyak ahli percaya bahwa komputer kuantum yang mampu memecahkan sistem kriptografi saat ini dapat muncul dalam jangka waktu ini. Selain itu, jika tidak diatasi, komputer kuantum kemungkinan akan mampu memecahkan sebagian besar sistem kriptografi yang digunakan dalam blockchain saat ini. Hari ketika komputasi kuantum mengancam enkripsi Bitcoin dan Ethereum berada di masa depan yang tidak pasti. Mengenai kapan komputer dengan perangkat keras dan perangkat lunak yang memadai untuk menangani masalah yang kompleks akan siap, berdasarkan pemodelan jumlah qubit yang dikembangkan sejak tahun 2014 dan memproyeksikan garis waktunya ke depan1, perkiraan paling awal adalah tahun 2035, dan ada yang mengatakan lebih lama lagi, hingga tahun tersebut. 2050.
Baca selengkapnya: Vitalik Buterin menguraikan tindakan penanggulangan Ethereum terhadap serangan kuantum
