Em 2020, a equipe do IOG publicou o trabalho One-shot Signatures and Applications to Hybrid Quantum/Classical Authentication. O trabalho passou despercebido. Era conhecido apenas na comunidade Cardano. A equipe Ethereum descobriu recentemente este trabalho e está entusiasmada com ele. Está planejado um workshop colaborativo entre a Universidade de Edimburgo, o IOG e a equipe Ethereum. Assinaturas únicas trazem criptografia avançada para proteger melhor o funcionamento do blockchain. Além disso, permite a criação de coisas como criptomoedas sem blockchain. Neste artigo, explicaremos os princípios básicos das assinaturas únicas. A seguir explicaremos como esta tecnologia pode melhorar significativamente a segurança do Cardano.
O esquema de assinaturas únicas é um sistema híbrido que combina princípios da mecânica quântica com métodos clássicos de comunicação.
Os métodos clássicos de comunicação incluem tecnologias tradicionais da Internet para transferência de dados (protocolos) e esquemas criptográficos clássicos, como a criptografia de chave pública.
Assim, embora o sistema permita operações quânticas locais (mais detalhes posteriormente), a transmissão real da informação é feita usando esses métodos clássicos. Esta abordagem permite a implementação de princípios quânticos de uma forma compatível com as tecnologias existentes.
O sistema utiliza o princípio da não clonagem quântica, que é um postulado fundamental da mecânica quântica que afirma que é impossível criar uma cópia idêntica de um estado quântico desconhecido arbitrário.
Este princípio garante que, uma vez utilizada uma chave secreta, ela não possa ser clonada ou reutilizada. Este é um aspecto fundamental da segurança fornecida pelas assinaturas únicas. Qualquer chave secreta pode ser usada para assinar apenas uma única mensagem. Então a chave se autodestrói. Isto não pode ser alcançado na criptografia clássica.
Na criptografia clássica, o dono da chave secreta (chave privada) pode assinar quantas mensagens quiser. Não há como evitar que múltiplas mensagens sejam assinadas (uma possível mitigação pode ser alcançada através de algum sistema de contadores e carimbos de data e hora que definam a ordem das mensagens) ou impedir o compartilhamento de chaves entre várias pessoas.
