Mecânica quântica e Blockchain para proteger a IoT

Me deparei com este artigo sobre IoT Security com mecânica Blockchain e Quantum.

Então, o que é uma blockchain com segurança quântica e por que é mais segura em uma configuração de IoT?

Mecânica quântica e blockchain

Essas são duas sempre-vivas em cada bingo de chavão futurista. Assim, naturalmente eles se misturam com a Internet das Coisas, que foi ridicularizada na mesma categoria de coisas futuristas que as pessoas entendem.

Então, vamos resolver um pouco as coisas. Suponho que você esteja se referindo a este artigo que o Aurora desenterrou. Infelizmente, o site coloca todas as tecnologias de IoT em uma única caixa. Sim, o blockchain pode ser considerado uma tecnologia de IoT e muitas pessoas estão pensando em empregar blockchains na IoT. (Por exemplo, outro consórcio IoT de blockchain )

Após o artigo de notícias citado, chegamos a um white paper sobre " Blockchain (s) protegido (s) pela Quantum ". Obviamente, precisamos de algumas noções básicas para entender que o whitepaper, o que não é incomum para os whitepapers, pressupõe bastante conhecimento pré-existente sobre mecânica quântica, computadores quânticos, algoritmos executados em computadores quânticos, métodos de criptografia, suas fraquezas quando atacados por computadores quânticos , chave quântica distribuição (QKD) - e por último mas não menos importante, blockchain .

Essa lista torna impossível entrar em todos os detalhes da problemática e a maior parte do que eu listei tem páginas da Wikipedia bastante detalhadas. Precisamos apenas das seguintes informações:

• A mecânica quântica é realmente estranha. Na Physics.SE existem 12 mil perguntas sobre essas coisas, porque, como eu disse, estranha. A propriedade estranha interessante para nós é:

  Isso resulta de um aspecto fundamental da mecânica quântica: o processo de medir um sistema quântico em geral perturba o sistema. (Página da Wikipedia QKD)

• Os computadores quânticos (que ainda não existem) podem usar algoritmos diferentes das CPUs comuns. Existem algoritmos, como o algoritmo de Shor, que podem dificultar a criptografia clássica.
• A criptografia atual está basicamente apenas colocando problemas matemáticos que são difíceis de resolver usando a computação convencional. Mais precisamente , o tempo necessário para decifrar o código é suficientemente longo para chegar a um momento em que as informações são valiosas para um invasor.
• As blockchains usam, de maneira simples, métodos de criptografia clássicos para sua segurança.

O que isso significa?

Nós poderíamos parar por aqui. Não há computadores quânticos. Nossos métodos e padrões criptográficos atuais são excelentes. (Considere Skeptics.SE se você estiver usando um chapéu de estanho devido a computadores quânticos existentes nos porões de certas organizações de três letras.)

Mas se houvesse computadores quânticos?

Se tivéssemos que proteger nossos aplicativos de IoT contra um invasor habilitado para computação quântica, a tecnologia é relativamente comum ou você tem padrões de segurança realmente altos. De qualquer forma, para o bem da nossa blockchain IoT à prova de ataques quânticos, não importa, queremos que ela seja segura.

Qual é a solução do whitepaper nos oferecendo e como isso se aplica à IoT?

Depois de algumas abordagens descartadas, o núcleo é o seguinte:

No presente trabalho, descrevemos uma plataforma blockchain baseada em QKD e implementamos um experimento demonstrando sua capacidade em uma rede QKD urbana de três nós.

(Página 2)

O whitepaper descreve uma plataforma blockchain que usa distribuição quântica de chaves. Ótimo. Assim, eles não criptografam qualquer transmissão de nada no blockchain. Eles "apenas" alternam a chave de autenticação para a assinatura.

Waaaait, o que? Você está dizendo? Por que uma cadeia de blocos se importaria com isso? A autenticação é irrelevante no blockchain! Correto, os participantes na computação clássica de blockchain não são autenticados. De fato, muitos argumentam que cadeias de blocos que não são abertas e sem permissão não são realmente cadeias de blocos. Até o jornal diz:

A utilidade do QKD para blockchains pode parecer contra-intuitiva, já que as redes QKD dependem da confiança entre os nós, enquanto a marca de muitos blockchains é a ausência dessa confiança.

(Página 2, ênfase minha)

Claro, existem pessoas que dizem que toda cadeia de blocos é uma blockchain.

O blockchain é um banco de dados distribuído no qual os registros são organizados na forma de blocos consecutivos.

(Página 4, ênfase não minha)

Há outra grande desvantagem que pode ser derivada desses dois trechos:

Em resumo, desenvolvemos um protocolo blockchain com autenticação teoricamente segura de informações com base em uma rede na qual cada par de nós é conectado por um link QKD.

(Página 3)

A base do nosso trabalho experimental é o nosso dispositivo QKD modular recentemente desenvolvido [25, 35–38], acionado por uma placa National Instruments NI PCIe-7811R. Essa configuração usa um laser semicondutor LDI-DFB2.5G controlado por uma placa FPGA Spartan-6 para gerar pulsos ópticos no comprimento de onda de telecomunicações padrão de 1,55 me uma taxa de repetição de 10 MHz. Usamos detectores de fóton único ID230 da ID Quantique.

(Página 4)

Resumindo, todo nó tem um link OKD. Assim, todo nó tem um detector de fótons. Isso também foi realmente difícil de obter. Cada dispositivo IoT para empregar esse tipo de blockchain precisaria de um sensor de estado de fótons (já que os fótons são o meio de transporte de estado quântico mais comum).

Sumário

As implementações atuais de blockchain têm um nível de separação entre as arestas (ou seja, o cara que compra coisas em bitcoins em um dispositivo) e a entidade computacional que cria novos blocos (ou seja, mineradores).

A autenticidade de qualquer transação em uma blockchain clássica é derivada por mineradores (por meio de prova de trabalho). A transação em si pode ser facilmente criada por dispositivos de borda.

O emprego de QKD permite que apenas participantes com chaves quânticas válidas adicionem transações. Isso significa equipamentos sensoriais de estado quântico altamente ajustados em cada dispositivo com capacidade de transação.

TL; DR - Quantum o que ?!

Projeto de pesquisa interessante, mas atualmente não há invasores em potencial e, mesmo que houvesse o hardware, seria economicamente inviável para a Internet das Coisas.