Quantum computing atau komputasi kuantum adalah suatu metode komputer terbaru yang dapat memproses data dan memecahkan masalah lebih dari komputer pendahulunya atau komputer yang kita gunakan selama ini.

Dengan hadirnya komputer kuantum, saat kita merasa pekerjaan itu tidak mungkin dilakukan dengan komputer biasa, kini pekerjaan itu bisa dilakukan. System komputer ini mempunyai kemampuan memecahkan masalah dalam waktu yang cepat dan lebih teliti.

Lantas apakah pengaruhnya pada teknologi blockchain?

Saat ini, fungsi-fungsi kriptografi blockchains dianggap aman, karena dapat system yang dibuat untuk keamanannya, tidak bisa dipecahkan oleh komputer klasik. Namun, dengan adanya komputasi kuantum, memungkinkan bisa system kriptografi blockchain dapat dipecahkan perisai keamanannya atau diakses.

Itu, membuat kriptografi blockchain tidak aman lagi dan bisa saja diakses oleh orang-orang yang tidak bertanggungjawab untuk memperkaya diri atau melakukan penipuan. Walaupun ancaman ini masih dalam teori, akan tetapi para pengembang produk kriptografi dan blockchain harus waspada.

Gagasan di balik komputer kuantum adalah melampaui batas-batas komputer klasik dengan memanfaatkan mekanika kuantum yang mana dalam bidang dalam fisika, menggambarkan perilaku dan hukum pada skala subatomik.

Fenomena kuantum belum mudah dipahami karena dikelola oleh hukum yang sama sangat berbeda dengan mekanika klasik. Seperti yang pernah dikatakan Peraih Nobel Richard Feynman, "Jika Anda pikir Anda memahami mekanika kuantum, maka jawabannya adalah tidak."

Pikirkanlah tentang hal ini: Partikel-partikel subatomik bisa terdapat di banyak tempat sekaligus yang disebut superposisi, dapat bergerak maju atau mundur dalam waktu, dan berteleportasi melalui apa yang disebut keterjeratan. Komputer kuantum bertujuan untuk mendapatkan manfaat dari karakteristik fiksi ilmiah ini.

Sementara transistor prosesor komputer klasik beroperasi dengan bit, yang bersandikan nol atau satu, komputer kuantum menggunakan apa yang disebut bit kuantum, atau qubit. Yang dapat bersandikan nol dan satu menjadi dua hal yang berbeda serta memanfaatkan "superposisi" dan "keterjeratan" mereka. Dengan kata lain, qubit memungkinkan terjadinya banyak perhitungan dilakukan secara bersamaan.

Saat ini, para pemimpin komputasi kuantum adalah perusahaan teknologi raksasa Amerika Serikat IBM dan Google. Intel dan Microsoft menjadi pesaing serius berikutnya. Amazon juga tertarik untuk bergabung. Bakan baru-baru ini, perusahaan e-commerce raksasa mengumumkan bahwa ia menyediakan komputasi kuantum sebagai layanan pada server AWS-nya.

Lalu, Google juga mengklaim bahwa ia telah mencapai supremasi kuantum, sebuah tonggak penting dalam komputasi kuantum, di mana perangkat kuantum dapat memecahkan masalah yang tidak bisa dilakukan komputer pada umumnya.

Apakah komputasi kuantum ancaman bagi blockchain?

Jawaban singkatnya adalah ya, tetapi ada masih ada beberapa yang perlu dipertimbangkan.

Pertama, komputasi kuantum bukan ancaman bagi blockchain, melainkan ancaman bagi projek-projek yang memanfaatkan teknologi blockchain. Meskipun komputer kuantum saat ini tidak dapat memecahkan blockchain dan kriptografi dari konsep sistem yang mendasarinya, tapi perlindungan perlu disiapkan.

Sebab, kemungkinan komputer kuantum di masa depan bisa memecahkan teknik kriptografi blockchain yang berjalan selama ini. Ancaman ini dapat dihindari ketika dunia menciptakan teknolgi blockchains yang anti kuantum dan teknologi ledger terdistribusi yang simpulnya bergantung pada komputer kuantum.

Algoritma dan crypto apa yang dapat terancam oleh komputasi kuantum?

Komputer kuantum yang kuat dapat menjadi ancaman bagi semua blockchain yang bergantung pada ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm), termasuk Bitcoin dan Ethereum.

ECDSA telah menjadi standar emas dalam membuat kunci di bawah sistem kriptografi yaitu kunci publik yang digunakan untuk menandatangani transaksi di sebagian besar blockchain. Sistem ini memungkinkan untuk membuat kunci privat 256 bit acak dan memperoleh kunci publik yang dapat dibagikan pada pihak ketiga mana pun.

Maka, tidak mungkin untuk menemukan kunci privat yang menghasilkan kunci publik, tetapi dengan komputer kuantum dapat menggunakan algoritma untuk mengurai hubungan matematika antara kunci publik dan kunci privat, sehingga dapat menemukan kunci privat itu.

Bitcoin (BTC) merupakan kasus penggunaan praktis pertama dari blockchain, dan itu masih merupakan cryptocurrency paling dominan. Sehingga, Bitcoin menjadi arus utama dan menarik banyak investor institusional dan menjadikannya sebagai kandidat pertama di antara mata uang digital yang wajib dilindungi terhadap segala ancaman potensial, termasuk komputer kuantum.

Pada 2017, ketika Bitcoin meledak pada nilai tertinggi, Divesh Aggarwal dari National University of Singapore dan rekan-rekannya mempelajari ancaman terhadap Bitcoin yang ditimbulkan oleh komputer kuantum. Mereka termasuk yang pertama menyimpulkan tentang bahaya kuantum pada blockchain sudah dekat.

"Skema tanda tangan kurva eliptik yang digunakan oleh Bitcoin jauh lebih berisiko dan dapat sepenuhnya dilanggar aksesnya oleh komputer kuantum pada awal 2027," kata para penulis.

Namun demikian, tampaknya teknologi kuantum berkembang lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Belakangan ini, Google mengumumkan bahwa mereka telah mencapai "supremasi kuantum," menunjukkan bahwa mereka telah membangun sebuah komputer yang mampu menyelesaikan tugas-tugas matematika yang sebelumnya tidak mungkin ditangani.

Walaupun begitu, co-Creator Ethereum Vitalik Buterin, Andreas Antonopoulos dan pakar crypto lainnya tidak takut dengan inovasi Google tersebut.

Blokir vs ancaman kuantum merupakan kemajuan terbaru

Ada dua pendekatan utama untuk mengatasi potensi ancaman kuantum: apakah akan membuat perisai yang anti kuantum ke protokol blockchain untuk meningkatkan keamanannya atau membuat blockchain yang anti kuantum dari awal.

Ada projek yang sudah menerapkan pendekatan kedua. Contoh terbaik adalah Quantum Resistant Ledger (QRL), yang dioperasikan oleh Yayasan QRL nirlaba yang berbasis di Swiss. Dengan nama sugestifnya, QRL telah membuat protokol blockchain dari nol. QRL dirancang untuk menahan segala ancaman dari komputer kuantum.

Blockchain QRL sudah melakukan tes kinerjanya pada Juni tahun lalu, yang mana dengan mengimplementasi industri pertama dari apa yang disebut Skema Tanda Tangan Merkle eXtended (XMSS). Skema tanda tangan ini berbasis hash yang tidak rentan terhadap komputer kuantum. XMSS ini pertama kali diusulkan beberapa tahun yang lalu, QRL menggunakan versi XMSS yang dijelaskan oleh Internet Engineering Task Force tahun lalu.

Saat ini, Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) AS sudah merenacanaka persetujuan untuk XMSS, skema tanda tangan berbasis hash yang digunakan dalam QRL.

Tidak seperti algoritma kriptografi umum seperti ECDSA, algoritma seperti XMSS dan skema tanda tangan berbasis hash serupa yang disebut Leighton Micali (LMS) jauh lebih baik karena kemampuannya untuk melawan serangan komputer kuantum. Namun, NIST menjelaskan bahwa XMSS dan LMS mudah disalahgunakan dan memerlukan beberapa modifikasi untuk mengatasi masalah tersebut.

Untuk persetujuan skema tanda tangan berbasis Hash dari XMSS dan LMS mungkin dilakukan pada tahun 2022 atau bisa lebih awal. Untuk hal ini, NIST membuka kompetisi besar dan setidaknya sudah lebih dari 80 orang atau kelompok yang mengikuti. Tujuan dari kompetisi ini adalah untuk memilih algoritma kriptografi post quantum terbaik.

Menariknya, Badan Keamanan Nasional AS juga menyatakan kesiapannya untuk mendapat manfaat dari pengajuan NIST.

Kembali lagi ke 2015, dimana NSA mengatakan bahwa mereka berencana untuk memindahkan Sistem Keamanan Nasional ke kriptografi kunci publik pasca kuantum. Dalam beberapa tahun terakhir, agensi A.S. sudah bekerjasama dengan para pemimpin industri untuk memastikan bahwa mereka memiliki cukup algoritma anti kuantum yang siap untuk melindungi sistem keamanan A.S.

Sampai hari ini, hanya ada beberapa entitas yang bekerja pada blockchains yang anti kuantum, dan diperkirakan akan terus berkembang.

Apakah Bitcoin harus memperbarui infrastrukturnya untuk menjadi anti kuantum?

Sementara komputer kuantum bukan ancaman bagi Bitcoin saat ini yang merupakan cryptocurrency tertua, tapi keamanannya mungkin perlu ditingkatkan di masa depan.
Bitcoin menggunakan dua skema keamanan, fungsi hashing yang digunakan dalam pembuatan blok dan algoritma ECDSA digunakan sebagai tanda tangan. Teknologi bitcoin yang terakhir ini lebih rentan terhadap risiko yang ditimbulkan oleh komputer kuantum, dan mungkin memerlukan perlindungan tambahan di masa depan.

Mengingat kembali di 2017, Andreas Antonopoulos mengatakan bahwa kita harus siap untuk pengembangan besar dalam Bitcoin saat komputer kuantum mampu memecahkan kurva ellips. Maka, sangat perlu mempertimbangkan tentang potensi ancaman yang muncul pada bitcoin.