Bitcoin đối mặt với mối đe dọa từ máy tính lượng tử: Ba hướng nghiên cứu đang được triển khai

Mỗi vài tháng, lại có một tiêu đề mới cảnh báo rằng máy tính lượng tử một ngày nào đó có thể phá vỡ lớp bảo mật của Bitcoin. Dù cái gọi là “Q-Day” (ngày mà máy tính lượng tử đủ mạnh để làm điều đó) vẫn còn là một giả thuyết và có lẽ còn nhiều năm nữa mới xảy ra, cộng đồng nghiên cứu và phát triển tiền điện tử đang tăng tốc chuẩn bị. Theo một báo cáo từ Decrypt, tuần này đã chứng kiến ba diễn biến đáng chú ý trong nỗ lực giải quyết "vấn đề lượng tử" của Bitcoin, cho thấy lĩnh vực này đang chuyển từ lý thuyết sang các giải pháp thực tế.

Mối đe dọa lượng tử là gì?

Bitcoin bảo mật ví bằng cách sử dụng mật mã đường cong elliptic (ECC), một phương pháp toán học liên kết khóa riêng tư với khóa công khai. Về lý thuyết, một máy tính lượng tử đủ mạnh chạy thuật toán Shor có thể suy ra khóa riêng tư từ một khóa công khai đã bị lộ, từ đó giả mạo chữ ký và rút tiền từ ví. Đây chính là kịch bản của "Q-Day".

Hiện tại, chưa có máy tính lượng tử nào như vậy tồn tại. Các ước tính về thời điểm "Q-Day" có thể đến rất khác nhau, nhưng thời gian dự kiến đang ngày càng rút ngắn, thúc đẩy các nỗ lực chuẩn bị tăng tốc.

Ba hướng giải pháp chính đang được nghiên cứu

Các giải pháp để đối phó với mối đe dọa lượng tử được chia thành ba nhóm chính, và tuần này đã có những tin tức đáng chú ý về mỗi nhóm:

• **Giao dịch an toàn lượng tử theo quy tắc hiện hành của Bitcoin:** StarkWare, công ty đã thực hiện giao dịch Bitcoin an toàn lượng tử đầu tiên trên mạng chính vào tháng trước, cho biết một cuộc thi mở (với sự tham gia của các mô hình AI) đã giúp giảm chi phí ước tính để tạo ra một giao dịch như vậy từ khoảng 320 USD xuống còn khoảng 67 USD chỉ trong một tuần. Tuy nhiên, theo StarkWare, đây chỉ là một giải pháp tạm thời. Các giao dịch này không phải là tiêu chuẩn và chỉ bảo vệ các đồng tiền có khóa công khai chưa bị lộ. StarkWare vẫn xem một bản nâng cấp giao thức (soft fork) là câu trả lời dài hạn tốt hơn.
• **Nâng cấp giao thức Bitcoin:** Đây là giải pháp bền vững hơn, bao gồm việc thay đổi chính Bitcoin để áp dụng các chữ ký hậu lượng tử. Tuy nhiên, do tính chất quản trị phi tập trung của Bitcoin, các bản nâng cấp như vậy mất nhiều năm để thiết kế, thử nghiệm và triển khai, và cộng đồng chỉ mới bắt đầu nghiêm túc xem xét vấn đề này gần đây.
• **Phòng thủ ở lớp lưu ký (custody layer):** Tuần này, người đứng đầu bộ phận mật mã của Coinbase đã trình bày cách sàn giao dịch này (đang quản lý khoảng 250 tỷ USD tài sản) đang xây dựng hệ thống lưu ký hậu lượng tử. Hệ thống này được thiết kế để thích ứng với bất kỳ lược đồ chữ ký nào mà Bitcoin cuối cùng sẽ áp dụng, bao gồm cả phương án dự phòng phần cứng nếu tiêu chuẩn được chọn không tương thích với các kỹ thuật chia khóa mà các nhà cung cấp dịch vụ lưu ký hiện đang sử dụng.

Quyền riêng tư và tương lai

Một chủ đề liên quan đến tất cả những nỗ lực này là quyền riêng tư. Công nghệ mật mã được sử dụng để chống lại các mối đe dọa lượng tử cũng trùng lặp với các nỗ lực nhằm tăng cường quyền riêng tư cho Bitcoin. Các nhà nghiên cứu tuần này đã công bố một thiết kế riêng biệt theo kiểu "Zcash" cho các giao dịch Bitcoin được che chắn.

Tóm lại, "Q-Day" vẫn là một giả thuyết và có thể còn nhiều năm nữa mới đến. Không có giải pháp nào được đưa ra tuần này tự thân làm cho Bitcoin an toàn lượng tử hoàn toàn. Điều mà tuần này cho thấy là lĩnh vực này đang chuyển từ lý thuyết sang các vấn đề hậu cần, giảm chi phí phòng thủ trong khi đánh giá tốc độ tiến triển của mối đe dọa. Khoảng cách giữa hai con số này chính là thời gian mà ngành công nghiệp tiền điện tử có để chuẩn bị.