Quantumcomputers zouden op een dag Bitcoin (BTC) kunnen kraken, maar dezelfde natuurkunde kan ook geld maken dat onmogelijk te vervalsen is. Twee experts stellen dat quantumgeld, en niet de blockchain, misschien wel de uiteindelijke vorm van digitaal geld wordt.
Stefano Gogioso en Daniela Herrmann bespraken dit tijdens de laatste BeInCrypto Experts Council. Hun mening is gebaseerd op een idee dat ouder is dan crypto zelf, en op één enkele natuurwet.
Geld draait altijd om vertrouwen
In een bijbehorende analyse werd gevraagd wanneer quantumcomputers Bitcoin zouden kunnen breken. Dit artikel stelt juist de tegenovergestelde vraag. Wat als dezelfde technologie iets beters maakt dan het geld dat we nu gebruiken?
Het antwoord begint met een uitspraak van Gogioso die het debat anders laat bekijken. Volgens hem is consensus “de laatste tussenpersoon”.
Om te begrijpen waarom, helpt het om te kijken hoe geld zijn vertrouwen oorspronkelijk verloor.
Fysiek contant geld heeft geen tussenpersoon nodig. Een goudstuk bewijst zichzelf en een koper hoeft geen bank, boekhouding, of netwerk te vertrouwen. Contant geld kan echter niet via een draad worden verzonden.
Digitaal geld loste het afstandsprobleem op, maar bracht de tussenpersonen terug. Bij elke online betaling vertrouw je nu een tussenpersoon die controleert dat dezelfde eenheid niet tweemaal wordt uitgegeven.
Bitcoin loste dat probleem op door instituties te vervangen door wiskunde en consensus. Duizenden computers worden het eens over één gedeelde geschiedenis, waardoor geen centrale partij meer nodig is.
Het idee om natuurkunde te gebruiken in plaats van vertrouwen is echter ouder dan Bitcoin. Het is zelfs ouder dan het moderne internet.
In de late jaren 1960 schreef een afgestudeerde student van Columbia University, Stephen Wiesner, een manuscript getiteld “Conjugate Coding”. Tijdschriften wezen het af, en het werd pas in 1983 gepubliceerd.
Wiesner stelde geld voor dat niet te vervalsen zou zijn, beschermd door natuurkunde in plaats van een bank. Dit was het eerste echte gebruik van quantum-informatie dat iemand zich kon voorstellen.
Dat idee inspireerde later het BB84-protocol uit 1984, waarmee quantumbeveiliging werd gestart. Eigenlijk is het hele onderzoeksveld ontstaan uit een poging om geld te maken dat je niet kunt namaken.
Beveiliging door natuurkunde, niet door geheimhouding
Klassieke cryptografie vertrouwt op hele moeilijke wiskundige problemen. Een code blijft veilig omdat het te lang duurt om hem op te lossen. Quantumcryptografie werkt op een andere basis.
De garantie komt van een natuurwet, het no-cloning-theorema. De natuurkundigen William Wootters en Wojciech Zurek bewezen dat in 1982. Een onbekende quantumtoestand kan niet perfect worden gekopieerd.
Het mechanisme is elegant: iedere poging om de toestand te kopiëren verstoort hem. De vervalsing mislukt, en het knoeien wordt zichtbaar.
Gogioso werkt al jaren aan het toepassen van die natuurwet in praktische middelen. Tijdens een eerder BeInCrypto-interview in Napels beschreef hij sleutels die zichzelf verdedigen. Als iemand een quantum-sleutel onderschept, wordt deze onderweg vernietigd en zie je dat het protocol niet werkt.
In het panel van de Council dreef hij dit idee tot het uiterste.
“Je kunt toepassingen bouwen die niet eens het hardware vertrouwen waarop ze draaien. Je kunt letterlijk de hardware bestellen bij je aanvaller, en zolang de applicatie zijn eigen test doorstaat, heb je beveiliging gegarandeerd. In het ergste geval weigert het gewoon te draaien. Dit is klassiek gezien aantoonbaar onmogelijk.”
Dit wordt ook wel apparaat-onafhankelijke cryptografie genoemd. De beveiliging werkt zelfs als de fabrikant vijandig is. Dit is belangrijk, want juist in complexe hardware zitten vaak verborgen achterdeurtjes.
Waarom onvervalsbare sleutels geld worden
De stap van beveiliging naar geld is klein. Valsspelen en vervalsing zijn eigenlijk hetzelfde probleem in andere woorden.
Als je een quantumtoestand niet kunt namaken, kun je die ook niet vervalsen. En iets dat niet te vervalsen is, kan als geld gebruikt worden.
Gogioso trok een duidelijke lijn.
“Een andere manier om te zeggen dat je niet kunt valsspelen, is dat je niet kunt kopiëren of vervalsen. Met dezelfde technieken krijg je quantumgeld, of quantum-financiële instrumenten. Nieuwe manieren van digitale financiën met veel minder vertrouwen in tussenpersonen, netwerken en tegenpartijen.”
Zijn team heeft al de kleinste versie van het idee gebouwd. In Napels liet hij sleutels zien die maar één keer werken. Om er één te gebruiken, moet je hem vernietigen, waardoor een aanvaller geen oude betaling kan herhalen.
Zo’n sleutel voor éénmalig gebruik is een klein stukje onvervalsbare waarde. Vergroot dat principe, en je krijgt wat onderzoekers quantumgeld noemen.
De theorie is niet nieuw. In 2012 kwamen Scott Aaronson en Paul Christiano met het eerste quantumgeldsysteem met publieke sleutel. Iedereen kan zo’n quantum-biljet controleren, niet alleen de uitgevende bank. Hun idee lijkt heel erg op Wiesner — ze beschrijven geld dat volgens de natuurkunde niet te vervalsen is.
Quantumgeld en de laatste tussenpersoon
Nu komen de lijnen samen. Bitcoin heeft banken vervangen, maar niet het vertrouwen zelf verwijderd. Het heeft dat vertrouwen verschoven naar een netwerk en een gedeeld register. Iets of iemand moet namelijk nog steeds bepalen welke betalingen echt zijn.
Gogioso ziet die overeenkomst als de uiteindelijke tussenpersoon. Web3 en zero-knowledge-technologieën halen een deel van het vertrouwen terug dat digitaal geld ooit opgaf, zegt hij. Toch doet consensus nog steeds de laatste taak: vervalsing voorkomen.
Die taak brengt kosten met zich mee. Consensus vraagt om coördinatie, energie en een groep deelnemers die het grotendeels eens moeten zijn. Een fysieke garantie heeft dat allemaal niet nodig.
Quantumgeld, zoals hij het uitlegt, haalt de tussenpersoon helemaal weg.
“Quantumgeld is de volgende en laatste evolutie in dat verhaal. Je krijgt iets digitaals dat je op afstand kunt overdragen, maar zonder dat je vertrouwt op tussenpersonen, wereldwijde grootboeken of iemand die beslist welke transacties in een Ethereum (ETH) blok gaan. De natuurkunde zorgt direct voor de onvervalsbaarheid. In dat opzicht is consensus echt de laatste tussenpersoon.”
De bewering is groot, dus het is belangrijk om dit duidelijk te zeggen. Als het klopt, zou quantumgeld voor Bitcoin zijn wat Bitcoin voor de bank was.
Er is een opvallende symmetrie. De natuurkunde die de Bitcoin-handtekeningen bedreigt, is dezelfde natuurkunde die de noodzaak voor consensus helemaal zou kunnen laten verdwijnen.
De enige verdediging die slimme aanvallers overleeft
Er is nog een reden waarom het juiste moment belangrijk is. Kunstmatige intelligentie wordt steeds beter in het kraken van systemen.
De meeste beveiliging gaat er nu van uit dat de aanvaller niet slim genoeg is, of dat een probleem simpelweg te moeilijk is om snel op te lossen. Gogioso stelt dat deze aanname zwak wordt in een tijd van krachtige AI.
Natuurkunde biedt een soort andere zekerheid.
“Wat quantum echt biedt is veiligheid die gebaseerd is op de wetten van het universum. Het maakt niet uit hoe slim de AI is. Je kunt het niet kraken. In het ergste geval kun je het stoppen, maar je kunt het niet vervalsen.”
Dat is de diepere aantrekkingskracht van deze aanpak. Een quantumgarantie hangt niet af van de grenzen van de aanvaller. Het hangt af van de structuur van de werkelijkheid, iets wat geen enkele intelligentie kan veranderen.
Quantumgeld: nog niet hier, maar binnen handbereik
Beide gasten waren voorzichtig om het idee niet te veel te prijzen. Herrmann, wiens bedrijf commerciële quantumtools bouwt, gaf de grens duidelijk aan.
“Quantumgeld is de visie, als dit allemaal lukt. Nu is quantumgeld zelf er nog niet. Maar zodra de chips verder zijn, moet er met echte verantwoordelijkheid mee worden omgegaan.”
Het grootste obstakel is quantumgeheugen. Het vasthouden van een kwetsbare quantumtoestand is lastig, en op dit moment kunnen de beste systemen deze maar enkele seconden vasthouden. Gogioso zegt dat deze beperking betekent dat volledig quantumgeld nog niet haalbaar is, ook al is hetzelfde apparaat al geschikt voor taken die kort moeten bestaan.
Toch is de richting duidelijk. In laboratoria wordt nu quantum-tokens en soortgelijke systemen getest, waardoor het idee werkelijkheid begint te worden.
Gogioso sloot het panel hiermee af.
“Binnen vijf, zes of zeven jaar kunnen we in een wereld wonen waarin we quantumbronnen gebruiken voor dingen die nu echt onmogelijk zijn. Niet alleen moeilijk, niet alleen traag, maar echt onmogelijk. En deze software kunnen we nu al bouwen, niet pas over vijf jaar. De toekomst is echt dichtbij.”
Meer dan vijftig jaar nadat Wiesner geld beschreef dat door de natuurkunde zelf wordt beschermd, wordt het idee eindelijk werkelijkheid. Als Gogioso en Herrmann gelijk hebben, overleeft de laatste tussenpersoon dit decennium misschien niet.
