O mundo digital depende fortemente de sistemas criptográficos para proteger nossas identidades, comunicações e transações. Desde o momento em que fazemos login em bancos online até as transferências em blockchain que sustentam as finanças descentralizadas, assinaturas digitais e criptografia são os guardiões invisíveis da confiança.

No entanto, a chegada iminente de computadores quânticos em grande escala representa uma ameaça existencial a esses mecanismos de segurança fundamentais. A criptografia de chave pública atual, a base da segurança digital moderna, é fundamentalmente vulnerável a ataques quânticos.

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Abordar esse profundo desafio requer um novo padrão, um que o SLHDSA (Algoritmo de Assinatura Digital Baseado em Hash Sem Estado) do Quranium foi projetado para fornecer, trazendo uma era de identidade digital e autenticação segura quântica.

A Ameaça Quântica Imediata

A criptografia de chave pública tradicional, incluindo algoritmos como RSA, Criptografia de Curva Elíptica (ECC) e Algoritmos de Assinatura Digital (DSA, ECDSA, EdDSA), depende de problemas matemáticos que são computacionalmente inviáveis para computadores clássicos resolverem.

No entanto, computadores quânticos, armados com algoritmos como o algoritmo de Shor, podem resolver esses problemas de forma eficiente em tempo polinomial. Isso significa que, uma vez que um computador quântico suficientemente poderoso se torne uma realidade, as assinaturas digitais que protegem nosso mundo online se tornarão inúteis.

As implicações são abrangentes. Componentes críticos de segurança, como certificados TLS (Transport Layer Security) que protegem sites HTTPS, bancos online, aplicativos de mensagens e identidades digitais serão comprometidos.

Adversários poderiam lançar ataques de "Colher Agora, Decifrar Depois", coletando os dados criptografados de hoje para decifrá-los assim que as capacidades quânticas amadurecerem. Para transações em blockchain, atualmente seguras por assinaturas ECDSA (como visto no Bitcoin e Ethereum), essa vulnerabilidade poderia permitir que computadores quânticos forjassem transações e roubassem fundos.

A urgência de transitar para a criptografia resistente a quânticos é inegável para evitar um futuro onde toda a segurança digital esteja fundamentalmente quebrada.

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A Necessidade Crítica de Assinaturas Pós-Quânticas

Para proteger contra essa crise iminente, pesquisadores em criptografia estão desenvolvendo Criptografia Pós-Quântica (PQC). Assinaturas digitais pós-quânticas são cruciais para estabelecer segurança de longo prazo em um mundo dominado por quânticos.

  • Segurança da Identidade Digital e Autenticação: Certificados digitais, incluindo SSL/TLS, assinaturas de e-mail e identidades baseadas em blockchain, atualmente dependem de RSA/ECC. A PQC garante que a autenticação digital permaneça inquebrável, proporcionando uma base robusta para identidade digital segura na era quântica.

  • Protegendo Certificados TLS e Comunicações Seguras: A capacidade dos computadores quânticos de quebrar a criptografia TLS significa que comunicações sensíveis podem ser interceptadas. Protocolos TLS resistentes a quânticos, já sendo testados por grandes empresas de tecnologia usando algoritmos como SLHDSA e Dilithium, são vitais para manter a privacidade e integridade das comunicações na internet.

  • Preparando Transações em Blockchain para o Futuro: As criptomoedas estão particularmente expostas, pois suas assinaturas ECDSA podem ser exploradas por atacantes quânticos para forjar transações e comprometer fundos. Uma transição para assinaturas seguras contra quânticos é essencial para a viabilidade e segurança a longo prazo dos livros-razão descentralizados.

O processo de padronização da Criptografia Pós-Quântica do NIST já selecionou algoritmos resistentes a quânticos para padronização, sublinhando a necessidade imediata de governos, instituições financeiras e empresas começarem a migrar.

Solução Quantum-Secure do Quranium: SLHDSA

O Quranium, fundado no início de 2024 por visionários do Web3, posiciona-se como a primeira Camada de Convergência do mundo, unindo Quantum, Blockchain e IA para criar uma era digital segura, rápida e inteligente. Uma pedra angular de sua missão é fornecer uma infraestrutura de Camada 1 segura quântica construída com criptografia pós-quântica aprovada pelo NIST.

No cerne da estratégia de segurança quântica do Quranium está o SLHDSA (Algoritmo de Assinatura Digital Baseado em Hash Sem Estado). O SLHDSA é um esquema de assinatura criptográfica pós-quântica padronizado pelo NIST que é seguro contra ataques clássicos e quânticos. Ao contrário das assinaturas tradicionais ECDSA, que dependem de curvas elípticas, a segurança do SLHDSA é baseada em funções hash, tornando-o imune ao algoritmo de Shor e resistente à criptoanálise quântica.

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A integração do SLHDSA pelo Quranium substitui fundamentalmente o vulnerável ECDSA na camada criptográfica central, tornando todas as atividades da rede à prova de quânticos. Este compromisso com a segurança quântica é refletido em todo o seu ecossistema:

  • Identidades Digitais Seguras: Na Carteira QSafe, a frase mnemônica de um usuário gera deterministicamente chaves SLHDSA para assinar transações na Cadeia Quranium, juntamente com chaves ML-KEM para criptografia.

A chave pública SLHDSA é então usada para derivar um endereço de blockchain compatível com a Cadeia Quranium. Este robusto processo de geração de chaves, resistente a ataques quânticos, fornece um novo padrão para identidade digital no mundo descentralizado.

  • Transações Seguras Contra Quânticos: Cada transação na Cadeia Quranium é assinada usando uma chave privada SLHDSA, gerando uma assinatura que tem aproximadamente 49.856 bytes de tamanho. Embora significativamente maior do que assinaturas tradicionais, isso garante resistência máxima contra ameaças quânticas. A assinatura SLHDSA, juntamente com a chave pública do usuário, é anexada à transação para verificação pelos nós do Quranium.

  • Backups Protegidos: Backups de carteira são automaticamente criptografados localmente usando ML-KEM, outro esquema de criptografia pós-quântica baseado em rede padronizado pelo NIST, garantindo que dados sensíveis sejam protegidos contra ataques quânticos.

Criticamente, esses backups criptografados são então assinados usando a chave privada SLHDSA do usuário para garantir sua autenticidade e verificação à prova de adulteração antes de serem enviados. Esta assinatura SLHDSA também serve como prova de propriedade da chave privada ML-KEM.

  • Integridade da Blockchain e Autenticação de Validadores: A Cadeia Quranium, operando em um modelo de Prova de Participação (PoS), assegura propostas de blocos e atestações de validadores usando SLHDSA.

Os cabeçalhos de bloco são assinados por validadores com SLHDSA, e o registro de validadores mantém as chaves públicas SLHDSA, garantindo a integridade da blockchain e a identidade segura quântica dos participantes da rede.

  • Compatibilidade e Adaptabilidade EVM: Enquanto mantém ampla compatibilidade com EVM, o Quranium introduz modificações específicas para integrar SLHDSA de forma contínua. Notavelmente, ele substitui a pré-compilação ecrecover do Ethereum por uma pré-compilação personalizada chamada slhrecover.

Esta função slhrecover aceita a assinatura SLHDSA de 49.920 bytes como entrada e retorna a chave pública associada de 64 bytes, permitindo que dApps e contratos inteligentes verifiquem a identidade do signatário de uma maneira segura contra quânticos.

Conclusão

A revolução da computação quântica requer uma reavaliação fundamental de nossos padrões de segurança digital. As vulnerabilidades inerentes nos sistemas criptográficos atuais que afetam identidades digitais, certificados TLS e transações em blockchain exigem soluções imediatas e robustas.

O Quranium aborda diretamente esse desafio ao pioneirar um novo padrão com sua arquitetura de blockchain alimentada por SLHDSA. Ao integrar assinaturas pós-quânticas aprovadas pelo NIST em seu núcleo, o Quranium garante que as identidades digitais sejam realmente seguras, as transações estejam preparadas para o futuro contra ataques quânticos e todo o ecossistema descentralizado possa operar com uma garantia inquebrável diante de ameaças emergentes. A era da identidade digital e autenticação segura quântica não é apenas uma perspectiva distante; com o SLHDSA do Quranium, está rapidamente se tornando uma realidade.