Di Dalam Rencana Ethereum untuk Kriptografi Aman Kuantum

Jika komputer kuantum yang relevan secara kriptografi muncul saat ini, Ethereum mungkin tidak tahan kuantum dalam bentuknya saat ini. Tanda tangan digital intinya bergantung pada kriptografi kurva eliptik, dan mesin kuantum matang yang berjalan algoritma Shor bisa merusak tanda tangan tersebut. Itulah sebabnya Vitalik Buterin telah menjadikan resistensi kuantum sebagai bagian utama rencana jangka panjang Ethereum.

Langkah Ethereum menuju keamanan kuantum adalah tentang rekayasa. Seperti yang dikatakan Buterin di Devconnect di Buenos Aires, risiko kuantum bukan lagi sesuatu yang bisa dianggap sebagai masa depan yang jauh. Meskipun waktunya tidak pasti, dampak dari kesalahan sangatlah serius. 

Mengapa Komputasi Kuantum Penting bagi Ethereum

Komputasi kuantum penting karena keamanan Ethereum bergantung pada tanda tangan digital kurva eliptik, khususnya secp256k1 kurva. Tanda tangan ini melindungi kunci privat, mengonfirmasi kepemilikan dana, dan memverifikasi transaksi.

Rincian singkat:

• Kunci pribadi adalah angka acak yang besar.
• Kunci publik adalah suatu titik pada kurva elips yang diturunkan dari kunci privat tersebut.
• Alamat Ethereum adalah hash dari kunci publik.

Pada komputer biasa, mengubah kunci privat menjadi kunci publik itu mudah, tetapi proses sebaliknya hampir mustahil karena kesulitan matematika. Fungsi satu arah inilah yang menjadi jaring pengaman Ethereum.

Komputasi kuantum mematahkan asumsi ituAlgoritma Shor menunjukkan bahwa komputer kuantum yang cukup besar dapat memecahkan persamaan kurva eliptik dalam waktu polinomialHal ini melemahkan:

• PAUD
• RSA
• Diffie-Hellman
• Sistem kunci publik lainnya

Lembaga seperti NIST dan Internet Engineering Task Force sepakat bahwa sistem kurva eliptik tradisional tidak dapat bertahan begitu komputer kuantum yang relevan secara kriptografi muncul.

Apa yang Sebenarnya Dikatakan Vitalik Buterin

Peringatan Vitalik datang dalam dua bagian.

Kemungkinan

Alih-alih memberikan tebakannya sendiri, ia menunjuk platform peramalan Metaculus. Para penggunanya memperkirakan:

• 20% kemungkinan komputer kuantum yang memecahkan kriptografi saat ini sebelumnya 2030
• Perkiraan median mendekati 2040

Bahkan risiko ekor pada level itu sudah cukup untuk membenarkan persiapan awal.

Temukan Proyek yang Menjanjikan...

Proyek yang Menjanjikan...

(Iklan)

Artikel berlanjut...

Perusahaan

Di Devconnect, dia mengatakan bahwa sistem kurva eliptik “bisa pecah sebelum pemilihan presiden AS berikutnya pada tahun 2028” jika terobosan kuantum tiba lebih cepat dari yang diharapkan. Ia juga berpendapat bahwa Ethereum harus beralih ke kriptografi tahan kuantum dalam waktu sekitar empat tahun.

Komputer kuantum saat ini tidak dapat menyerang Ethereum, tetapi setelah perangkat keras yang tepat muncul, ECDSA menjadi tidak aman sejak awal. Menunggu sinyal bahaya akan menjadi tindakan yang tidak bertanggung jawab bagi jaringan keuangan global.

Buterin menjelaskan hal ini seperti seorang insinyur keselamatan: Anda memperkuat jembatan sebelum gempa bumi, bukan selama gempa bumi.

Bagaimana Komputasi Kuantum Berinteraksi dengan Sistem Alamat Ethereum

Memahami ancaman kuantum memerlukan pemahaman tentang cara kerja alamat dan transaksi.

Struktur alamat

Model alamat Ethereum sederhana saja:

• Jika suatu alamat memiliki tak pernah mengirimkan transaksi, kunci publik tidak terlihat di rantai.
• Karena hanya hash yang bersifat publik, alamat “baru” ini diyakini masih aman bahkan jika serangan kuantum terjadi.

Namun saat sebuah alamat mengirimkan Dalam sebuah transaksi, kunci publik menjadi terlihat. Hal ini membuka peluang bagi penyerang kuantum.

Transaksi

Transaksi harus ditandatangani dengan kunci pribadi pengirim. Untuk memverifikasinya, kunci publik harus disertakan.

Setelah disertakan, siapa pun dapat melihatnya. Jika komputer kuantum ada, ia dapat menggunakan kunci publik tersebut untuk mendapatkan kunci privat.

Inilah sebabnya mengapa paparan keamanan Ethereum bergantung pada apakah suatu alamat telah digunakan sebelumnya.

Apa Itu Dana “Quantum-Exposed”?

Dana yang terpapar kuantum adalah token yang berada di alamat tempat kunci publik sudah terungkap. Mereka rentan.

Dana di alamat yang tidak terpakai tetap aman untuk saat ini, karena penyerang tidak dapat melihat kunci publiknya. Namun, arsitektur Ethereum menciptakan risiko keamanan yang besar.

Ethereum lebih rentan dibandingkan Bitcoin

Karena itu model akunEthereum mendorong penggunaan kembali alamat. Bitcoin 'S Model UTXO mendorong pembuatan alamat baru setiap saat.

Inilah sebabnya mengapa paparan tingkat penyimpanan terlihat seperti ini:

• Lebih 65% dari semua Ether terletak pada alamat yang terekspos kuantum.
• Analisis yang sebanding menunjukkan sekitar 25% eksposur untuk Bitcoin.

Kesenjangan ini merupakan hasil dari pilihan desain yang dibuat untuk membuat kontrak pintar mudah digunakan, bukan karena ada yang menduga perangkat keras kuantum akan tumbuh secepat ini.

Berbagai Jenis Kerentanan Kuantum

Apa itu Serangan Penyimpanan?

Serangan penyimpanan menargetkan dana yang disimpan dalam alamat yang terpapar kuantum.

Selangkah demi selangkah:

1. Penyerang memindai “status dunia” Ethereum, yang mencantumkan semua alamat dan penghitung penggunaannya.
2. Mereka menemukan alamat yang telah mengirimkan dana setidaknya satu kali.
3. Mereka menemukan transaksi yang mengungkapkan kunci publik.
4. Mereka memasukkan kunci publik itu ke dalam komputer kuantum.
5. Mereka memperoleh kunci pribadi.
6. Mereka menguras dana ke alamat baru yang tidak terekspos.

Karena serangan penyimpanan tidak membutuhkan kecepatan, bahkan mesin kuantum yang membutuhkan waktu berminggu-minggu untuk memecahkan kunci pun tetap dapat berfungsi. Selama korban tidak memindahkan dananya terlebih dahulu, serangan tersebut berhasil.

Apa itu Serangan Transit?

Serangan transit menargetkan dana pada saat singkat ketika transaksi disiarkan tetapi belum dimasukkan dalam blok.

Waktu blok Ethereum kira-kira 10–20 detik, yang tampaknya terlalu singkat untuk serangan kuantum. Namun, kondisi nyata menambah kompleksitas:

• Kemacetan yang tinggi dapat menunda transaksi selama berjam-jam atau berhari-hari.
• Penyerang dapat menggunakan taktik seperti manipulasi biaya untuk mendorong transaksi mereka sendiri.
• Strategi penambang atau validator dapat disalahgunakan untuk menciptakan penundaan konfirmasi.

Penyerang mendengarkan transaksi baru, menghitung kunci pribadi, dan mengirimkan transaksi pesaing untuk mencuri dana.

Meskipun lebih rumit, serangan ini dapat menargetkan transaksi apa pun dalam penerbangan.

Bagaimana Kedua Serangan Tersebut Dibandingkan

• Serangan penyimpanan
  • Tidak perlu cepat
  • Hanya menargetkan alamat yang terekspos
  • Akan dapat dilakukan lebih awal dalam garis waktu kuantum
     
• Serangan transit
  • Membutuhkan perangkat keras kuantum yang sangat cepat
  • Menargetkan transaksi apa pun
  • Membutuhkan mesin yang lebih matang

Keduanya penting, tetapi serangan penyimpanan merupakan risiko yang lebih langsung setelah mesin kuantum muncul.

Bagaimana Ethereum Dapat Menjadi Aman terhadap Kuantum?

Ethereum harus beralih ke sistem tanda tangan digital baru yang tahan terhadap serangan kelas Shor. Ini berarti menghentikan penggunaan tanda tangan kurva eliptik dan mengadopsi primitif kriptografi baru.

Opsi mitigasi saat ini

Ini tidak memerlukan perubahan protokol:

• Hindari penggunaan kembali alamat
• Putar alamat
• Simpan dana di alamat yang tidak digunakan

Tetapi tindakan ini bertentangan dengan model akun Ethereum dan melanggar konvensi yang digunakan oleh kontrak pintar.

Opsi Pasca-Kuantum Apa yang Ada?

NIST saat ini sedang menstandardisasi algoritma yang aman terhadap kuantum. Kandidat awal meliputi:

• Kriptografi berbasis lateks (opsi utama)
• Tanda tangan berbasis hash
• Sistem kuadrat multivariat
• Tanda tangan berbasis kode

Tidak ada yang sempurna. Beberapa membutuhkan ukuran kunci yang besar. Beberapa memperlambat verifikasi. Beberapa menghasilkan tanda tangan yang sangat besar. Kompromi ini penting bagi jaringan yang sudah berada di bawah tekanan skalabilitas.

Namun peta jalan Ethereum telah mulai mempersiapkan perubahan ini.

Apa Rencana Ethereum untuk Perlawanan Kuantum?

Peta jalan Vitalik mengelompokkan persiapan kuantum dalam beberapa tema.

“Ethereum yang Lean”

Diperkenalkan pada bulan Juli, berfokus pada:

• Kesederhanaan
• Efisiensi
• Keamanan di lapisan dasar
• “Resistensi kuantum di mana-mana”

Royal

Fase ini berfokus pada:

• Mengintegrasikan kriptografi berbasis kisi
• Meningkatkan Mesin Virtual Ethereum
• Membangun fondasi untuk menguji algoritma kuantum-aman

Peningkatan EVM melalui Pectra

Fitur utama: Format Objek EVM (EOF)

EOF memisahkan kode dari data, sehingga:

• Eksekusi kontrak pintar lebih efisien
• Performa L2 lebih lancar
• Migrasi kriptografi masa depan lebih mudah diimplementasikan

Jaringan L2 dapat digunakan sebagai tempat pengujian untuk skema aman kuantum sebelum integrasi mainnet.

Meningkatkan Pertahanan

Para peneliti Ethereum menyadari risikonya. Mereka juga tahu tenggat waktunya ketat. Jadi, pekerjaan sekarang berfokus pada beberapa peningkatan utama.

Memperbarui Kriptografi Sebelum Krisis

Ethereum sudah berencana untuk memigrasikan banyak bagian protokol ke tanda tangan yang aman kuantum. Ini termasuk:

• Kunci validator
• Kunci penarikan
• Tanda tangan jembatan Layer-2
• Mekanisme verifikasi kontrak pintar

Perubahan-perubahan ini harus diselesaikan sebelum mesin kuantum skala besar tiba. Pekerjaan ini lambat karena setiap perubahan pada kriptografi inti Ethereum akan memengaruhi jutaan pengguna dan miliaran dolar.

Mengurangi Ketergantungan pada ECDSA dari Waktu ke Waktu

Peta jalan jangka panjang Ethereum mencakup opsi untuk menghapus skema lama. Alih-alih mengandalkan standar tanda tangan tunggal—seperti ECDSA—Ethereum mungkin akan beralih ke sistem hibrida yang menggunakan metode klasik dan aman kuantum secara bersamaan.

Pendekatan ini memberi Ethereum lebih banyak waktu dan menghindari perombakan yang terburu-buru.

Tantangan Dunia Nyata: Kompleksitas Tata Kelola

Memindahkan Ethereum ke model kuantum-aman akan memerlukan:

• Konsensus luas
• Perdebatan desain yang cermat
• Kemungkinan peningkatan yang kontroversial
• Bertahun-tahun pengujian

Perubahan kriptografi berjalan secara mendalam di dalam protokol. Risikonya adalah perubahan yang terburu-buru dapat menimbulkan kerentanan baru.

Migrasi ini kemungkinan akan menjadi peningkatan paling rumit dalam sejarah Ethereum.

Jadi, Apakah Ethereum Tahan Kuantum Saat Ini?

Tanda tangan Ethereum saat ini tidak tahan kuantum. Namun, jaringan tersebut tidak mengabaikan masalah ini.

Peta jalan tersebut mencakup pekerjaan yang aman-kuantum, dan Vitalik telah menempatkan isu tersebut di inti perencanaan jangka panjang.

Ethereum belum menyerah terhadap invasi kuantum, tetapi belum terlindungi. Kesiapannya bergantung pada kecepatan kemajuan perangkat keras kuantum dan migrasi tingkat protokol.

Akankah Komputer Kuantum Membobol Alamat Ethereum?

Mereka bisa, tetapi hanya jika pengguna menggunakan kembali kunci publik mereka.

Fakta tersembunyinya adalah: kunci publik Anda tidak terlihat di Ethereum hingga Anda melakukan transaksi. Sebelum saat itu, alamat dompet Anda menyembunyikan kunci publik Anda di balik hash. Ini memberi Anda lapisan pelindung.

Setelah Anda mengirim ETH, kunci publik Anda menjadi publik. Pada saat itu, komputer kuantum, secara teori, dapat mencoba merekayasa balik kunci privat Anda. Namun sekali lagi—ini membutuhkan mesin yang belum ada.

Ethereum ingin beralih ke skema di mana bahkan kunci publik pun mengungkapkan lebih sedikit informasi. Tujuannya adalah untuk tetap unggul dari para penyerang hingga beberapa dekade mendatang.

Apakah Kontrak Cerdas Ethereum Aman terhadap Kuantum?

Sebagian memang begitu, sebagian lagi tidak.

Kontrak pintar menggunakan berbagai alat kriptografi dan metode verifikasi, tergantung pada cara penulisannya. Banyak kontrak lama sangat bergantung pada tanda tangan ECDSA atau pola hash yang mungkin tidak tahan terhadap serangan kuantum skala besar.

Meng-upgrade-nya tidaklah mudah karena:

• Banyak kontrak yang tidak dimiliki atau ditinggalkan
• Miliaran dolar tersimpan dalam kontrak yang tidak dapat diubah
• Mengubah logika inti merusak aplikasi lama

Jadi Ethereum harus menciptakan solusi aman kuantum yang membungkus kontrak yang ada tanpa menulis ulang.

Kebenaran yang Sulit

Bahkan jika Ethereum meningkatkan semuanya, hal itu masih bergantung pada:

• Penyedia dompet
• Jembatan
• Jaringan lapisan-2
• Rollup
• Bursa
• Penjaga
• Operator simpul

Setiap bagian ekosistem harus memperbarui kriptografinya. Satu titik lemah saja sudah cukup untuk memicu serangan.

Inilah sebabnya para peneliti Ethereum sering memperingatkan bahwa resistensi kuantum bukanlah peningkatan yang hanya terjadi sekali. Ini adalah perubahan menyeluruh yang mungkin membutuhkan waktu satu dekade atau lebih.

Kapan Komputasi Kuantum Menjadi Ancaman Nyata?

Komputasi kuantum masih dalam tahap awal. Mesin memiliki qubit terbatas, derau tinggi, dan koherensi yang tidak stabil. Para ahli memperkirakan bahwa pemecahan kurva eliptik membutuhkan jutaan qubit berkualitas tinggi, bukan beberapa ratus yang tersedia saat ini.

Yang perlu diperhatikan, komputer kuantum saat ini:

• Tidak dapat memecahkan SHA-256
• Tidak dapat merusak ECDSA
• Tidak dapat merusak tanda tangan kontrak pintar
• Tidak dapat menjalankan algoritma Shor pada skala yang berguna

Mereka berisik, tidak stabil, dan berumur pendek. Bahkan perkiraan yang lebih murah hati menunjukkan bahwa mesin dengan toleransi kesalahan skala besar 20 sampai 30 tahun lagi.

Beberapa peneliti berpendapat bahwa masa berlakunya bisa lebih lama. Beberapa mengatakan tidak akan pernah. Jadi, kekhawatiran bahwa Ethereum akan runtuh tahun depan akibat serangan kuantum tidak berdasar. 

Meski demikian, perkiraan menunjukkan kekhawatiran yang kuat:

• Sebuah studi berulang yang dipimpin oleh Profesor Michele Mosca menemukan bahwa sebagian besar ahli percaya ada kemungkinan besar serangan kuantum pada kriptografi kunci publik dalam 15 tahun.
• Peta jalan IBM bertujuan untuk sistem yang toleran terhadap kesalahan dengan 2029.
• Laporan Deloitte menyoroti kesenjangan dalam model eksposur Ethereum, terutama dengan penggunaan kembali alamat.

Risiko tidak muncul ketika mesin kuantum siap. Risiko muncul ketika komunitas menyadari bahwa tidak ada cukup waktu tersisa untuk bermigrasi.

Risiko Sebenarnya: “Panen Sekarang, Dekripsi Nanti”

Ini adalah skenario yang ditanggapi serius oleh pengembang Ethereum.

Penyerang saat ini dapat:

1. Kumpulkan dan simpan kunci publik dari transaksi blockchain
2. Simpan selama puluhan tahun
3. Tunggu komputer kuantum menjadi matang
4. Dekripsi mereka nanti

Ini adalah ancaman jangka panjang. Artinya, transaksi lama mungkin suatu hari nanti rentan. Inilah alasan lain mengapa Ethereum perlu bermigrasi ke sistem yang aman kuantum jauh sebelum krisis tiba.

Seperti Apa Ethereum yang Aman terhadap Kuantum?

Ethereum yang siap menghadapi masa depan mungkin mencakup:

Skema Tanda Tangan Baru

Seperti:

• KRISTAL-Dilithium
• elang
• SPHINCS +
• Tanda tangan berbasis hash

Semuanya dianggap aman terhadap kuantum.

Tanda Tangan Hibrida

Dimana setiap transaksi menggunakan:

• Satu tanda tangan klasik
• Satu tanda tangan yang aman terhadap kuantum

Ini melindungi pengguna tanpa memaksakan transisi penuh dalam semalam.

Alat Migrasi untuk Dompet Lama

Ethereum membutuhkan cara yang aman bagi pengguna untuk memindahkan dana dari kunci lama ke kunci baru yang aman kuantum. Cara ini harus:

• Sederhana
• Terjangkau
• Kompatibel dengan versi sebelumnya

Tanpa ini, jutaan dompet akan tetap menggunakan kunci lama yang tidak aman.

Kesimpulan

Ethereum tidak dirancang untuk bertahan di dunia dengan komputer kuantum yang matang, dan para pengembangnya menyadari hal itu. Tanda tangan yang melindungi dana pengguna saat ini tidak akan mampu menahan algoritma Shor setelah mesin yang toleran terhadap kesalahan tiba. Namun, bukan berarti Ethereum akan hancur. Artinya, tenggat waktu migrasi lebih ketat dari yang diperkirakan kebanyakan orang.

Pekerjaan yang akan datang lambat, teknis, dan penuh dengan kompromi. Kriptografi baru harus diuji, dompet harus diperbarui, kontrak harus diamankan, dan seluruh ekosistem harus bergerak ke arah yang sama.

Resistensi kuantum bukanlah peningkatan tunggal atau peristiwa dramatis. Ini adalah transisi panjang yang menyentuh setiap lapisan Ethereum. Jaringan ini tidak menyerah pada invasi kuantum. Ia sedang mempersiapkan diri sebagaimana sistem-sistem besar dan kompleks selalu, selangkah demi selangkah, tanpa panik, dan dengan fokus pada dekade-dekade mendatang.

Sumber:

1. Vitalik Buterin tentang X: Postingan terbaru

2. Laporan Deloitte:Risiko kuantum pada blockchain Ethereum - hambatan di jalan atau tembok batu bata?

3. Penelitian NISTProgram Kriptografi Pasca-Kuantum NIST Memasuki 'Babak Seleksi'

4. Laporan oleh Quantum InsiderEthereum Bersiap untuk Masa Depan yang Tahan Kuantum di Tengah Dorongan Keamanan

5. Laporan oleh CoinTelegraph: Mengapa Vitalik yakin komputasi kuantum dapat memecahkan kriptografi Ethereum lebih cepat dari yang diperkirakan