Adam Back, đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành của Blockstream, nổi tiếng là người hoài nghi về máy tính lượng tử, tin rằng công nghệ này còn quá non trẻ và mối đe dọa sẽ không xuất hiện trong nhiều thập kỷ tới.
Điều này càng làm cho việc công ty của ông trở thành một trong những nhà tiên phong trong nghiên cứu các giải pháp thực tế cho vấn đề này trở nên thú vị hơn. Back đã nói với Cointelegraph hồi đầu năm nay rằng "việc an toàn" là chuẩn bị trước cho mối đe dọa.
Blockstream đã chứng minh được rằng chương trình chữ ký hậu lượng tử thử nghiệm của họ có tên SHRINCS hoạt động trong môi trường sản xuất trên sidechain Liquid của họ và một Đề xuất Cải tiến Bitcoin (BIP) cho SHRINCS đã được công bố sớm hơn hôm nay.
Jonas Nick từ Blockstream Research gọi đây là "đề xuất cụ thể đầu tiên cho một chương trình chữ ký hậu lượng tử được thiết kế đặc biệt cho Bitcoin." Nhưng ông nói thêm rằng "SHRINCS không nhằm mục đích trở thành chương trình chữ ký 'cuối cùng' của Bitcoin, và nó không tối ưu trên mọi khía cạnh.
"Tôi nghĩ nó là một sự đánh đổi rất tốt trong số các lựa chọn chúng ta có hiện nay."
Nguồn: Jonas Nick
Trong khi thời gian biểu còn gây tranh cãi nóng bỏng, các nhà khoa học đồng ý rằng máy tính lượng tử đủ tiên tiến sẽ có thể đảo ngược quy trình để tìm ra khóa riêng tư từ khóa công khai, từ đó làm suy yếu bảo mật của Bitcoin và cho phép đánh cắp hàng tỷ đô la. Đó là lý do cuộc đua phát triển các cách nâng cấp Bitcoin để giữ an toàn khỏi các cuộc tấn công đang diễn ra.
Thu nhỏ kích thước chữ ký hậu lượng tử
Một trong những lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn nhất của Blockstream là tối ưu hóa các chương trình chữ ký hậu lượng tử cho các yêu cầu của Bitcoin, cho phép blockchain giữ được nhiều hơn các đặc tính hiện có mà những người yêu thích Bitcoin trân trọng.
Nhóm các chương trình chữ ký hậu lượng tử an toàn dựa trên hàm băm và lưới hiện tại được Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) chứng thực có kích thước lớn hơn từ 38 đến 123 lần so với chữ ký ECDSA và Schnorr hiện có của Bitcoin.
Triển khai bất kỳ chương trình nào trong số đó vào Bitcoin có thể làm chậm blockchain xuống chỉ còn một phần nhỏ của 1 TPS. Đội ngũ hậu lượng tử của Ethereum dự định xử lý vấn đề này bằng cách tổng hợp các chữ ký sử dụng một bằng chứng không tiết lộ thông tin (zero-knowledge proof) cực nhỏ cho mỗi khối. Điều này cũng đang được xem xét cho Bitcoin, và nếu được triển khai, Bitcoin thực sự sẽ chạy nhanh hơn ngày nay, vì một bằng chứng đơn lẻ chiếm ít không gian khối hơn một loạt chữ ký. Nhưng trong thế giới Bitcoin, việc thêm bằng chứng không tiết lộ thông tin sẽ là một thay đổi khá triệt để và phải đối mặt với một cuộc chiến khó khăn để giành được đủ sự ủng hộ để kích hoạt.
Blockstream cũng đang xem xét tùy chọn đó, nhưng đã khôn ngoan tách đề xuất này khỏi tùy chọn dễ chấp nhận hơn nhiều là tìm ra cách thu nhỏ kích thước của các chữ ký hậu lượng tử dựa trên hàm băm được NIST chấp thuận khoảng 13,23 lần.
Liên quan: Tình thế tiến thoái lưỡng nan về lượng tử của Bitcoin — Khối lớn hơn hay bằng chứng STARK?
Chữ ký nhỏ hơn được tối ưu hóa cho Bitcoin
Vào tháng 12 năm 2025, các nhà nghiên cứu của Blockstream Jonas Nick và Mikhail Kudinov đã công bố chương trình chữ ký SHRINCS, và đề xuất opcode được công bố vào tháng 5. Đây là một chương trình chữ ký hậu lượng tử dựa trên hàm băm có kích thước tối thiểu là 548 byte (cộng với khóa công khai 48 byte) nhưng có thể phát triển lớn tới 4.619 byte.
"SHRINCS là thiết kế chữ ký hậu lượng tử gắn liền với Bitcoin nhất mà bất kỳ ai đã tạo ra," Marin Ivezic, tác giả của PostQuantum.com và người sáng lập Applied Quantum giải thích.
"[Nó có] khả năng khôi phục seed BIP-39 đầy đủ, và độ an toàn dựa trên cùng các giả định SHA-256 mà hoạt động khai thác Bitcoin đã phụ thuộc."
Ông nói với Tạp chí rằng chương trình này vẫn đang ở giai đoạn đầu và chưa được kiểm toán, cũng như chưa trải qua nhiều năm phân tích mật mã công khai mà các chữ ký NIST đã chịu đựng.
Nhưng ông nói ngay cả ở giai đoạn đầu này, nó là một ứng cử viên nghiêm túc.
"Đây là mã thực đã ký các giao dịch thực trên mainnet Liquid, và tôi đánh giá đây là câu trả lời mạnh mẽ nhất cho đến nay để chuyển sang hậu lượng tử mà không phá hủy nền kinh tế khối của Bitcoin."
Mặc dù nhỏ hơn nhiều so với hầu hết các chữ ký hậu lượng tử, SHRINCS vẫn sẽ lớn hơn khoảng chín lần so với chữ ký Schnorr hiện có của Bitcoin (64 byte) hoặc chữ ký ECDSA cũ hơn (70 byte).
Có vẻ hợp lý khi cho rằng một chữ ký lớn hơn chín lần so với hiện tại sẽ yêu cầu kích thước khối của Bitcoin tăng lên chín lần để bù đắp, nhưng Ivezic giải thích rằng điều đó không đúng do Segregated Witness của Bitcoin.
"Dưới SegWit, các byte chữ ký nằm trong witness và chỉ chiếm một phần tư so với dữ liệu giao dịch khác," ông nói.
Theo các ước tính được công bố trong nghiên cứu trước đó của Blockstream (sử dụng các tham số hơi khác), Bitcoin có thể chạy ở tốc độ 6,5 giao dịch mỗi giây nếu mọi người sử dụng chữ ký Schnorr của Taproot (khoảng 80% mọi người không dùng). Tốc độ của blockchain sẽ giảm xuống 0,5 TPS nếu Bitcoin sử dụng chữ ký dựa trên lưới ML-DSA được NIST chấp thuận và chỉ còn 0,36 TPS khi sử dụng chữ ký dựa trên hàm băm SPHINCS+ được NIST chấp thuận.
Nhưng nếu sử dụng SHRINCS, blockchain có thể chạy ở 3 TPS, tương tự như ngày nay.
SHRINCS đã được thử nghiệm trong môi trường sản xuất trên sidechain Liquid vào tháng 3 năm nay — họ thậm chí còn bao gồm một bản sao của sách trắng Bitcoin. Vì vậy, nếu nó hoạt động trong sản xuất, mọi thứ đều ổn và các vấn đề lượng tử của Bitcoin đã được giải quyết, phải không?
Nguồn: Blockstream
SHRINCS nghe có vẻ tuyệt vời: Vậy cái giá là gì?
Như BIP cảnh báo, "bằng chứng bảo mật vẫn là TODO" có nghĩa là nghiên cứu đầy hứa hẹn nhưng nó chưa phải là một đề xuất đã trưởng thành về mặt mật mã và được xác thực đầy đủ.
Nó cũng giới thiệu thêm sự phức tạp cho Bitcoin.
Mỗi chữ ký sử dụng một khóa dùng một lần mới, và một trong những lý do khiến SPHINCS+ lớn như vậy là vì nó bọc tất cả các khóa dùng một lần đó trong một cấu trúc cây băm nhiều lớp khiến chương trình trở thành stateless (không trạng thái).
SHRINCS loại bỏ tất cả những thứ đó để tiết kiệm không gian, và chỉ lưu trữ các khóa đã sử dụng trên thiết bị của bạn (được gọi là stateful - có trạng thái) để nó có thể nhanh chóng kiểm tra các khóa không được sử dụng lại. Nhược điểm là chữ ký sẽ lớn hơn 16 byte mỗi lần chúng được sử dụng, và nếu bạn làm mất thiết bị, nó yêu cầu một giao dịch "stateless fallback" rất lớn khoảng 5.777 byte để khôi phục.
Yoon Auh, người sáng lập BOLTS Technologies, cho biết trong việc giảm kích thước, các nhà thiết kế SHRINCS đã thêm "tính trạng thái, đường dẫn ký nhỏ gọn, phương án dự phòng, giả định về số lần một seed được khởi tạo và quy tắc về thời điểm thiết bị phải chuyển sang chữ ký stateless lớn hơn."
"Điều đó có thể là kỹ thuật thực dụng, nhưng đó cũng là sự phức tạp và mong manh được giới thiệu phần lớn để tối đa hóa thông lượng và tối thiểu hóa chu kỳ tính toán. Trong Bitcoin, mỗi quy tắc đồng thuận mới trở thành một nghĩa vụ bảo trì vĩnh viễn, và mỗi giả định phía ví trở thành một chế độ thất bại có thể xảy ra của người dùng."
Tinh chỉnh SHRINCS và thêm SHRIMPS
Blockstream đã nghiên cứu và tối ưu hóa chương trình này trong suốt năm 2026. Chỉ tuần trước, họ đã chứng minh rằng SHRINCS, và một loạt các chương trình chữ ký hậu lượng tử khác, có thể chạy hiệu quả trên các ví phần cứng phổ biến. Tuy nhiên, BIP mang theo cảnh báo rằng điều này không phải không có rủi ro:
Các khóa SHRINCS được tạo bằng cách cắt tỉa hypertree cho thành phần stateless không tương thích với các triển khai SHRINCS không hỗ trợ cắt tỉa hypertree. Trên thực tế, nhập khóa qua các triển khai không tương thích như vậy có thể dẫn đến mất tiền.
Vào tháng 3, phòng thí nghiệm đã công bố một chương trình kèm theo có tên SHRIMPS, dùng để sử dụng cùng với SHRINCS để cho phép các thiết bị sao lưu được khởi tạo từ cùng một seed có thể ký các giao dịch. Tên SHRIMPS hiện đã bị loại bỏ cho BIP, và chương trình đã được tích hợp như một đường dẫn stateless tích hợp dưới cùng một khóa công khai 48 byte. Nó đã được tối ưu hóa với một bộ tham số không chuẩn để nhỏ hơn khoảng 26% so với bình thường.
Blockstream cũng đang thử nghiệm với các chương trình chữ ký dựa trên lưới, thường nhỏ hơn các chương trình dựa trên hàm băm nhưng được xem là ít được chứng minh và ít đáng tin cậy hơn. Họ cũng đang xem xét việc sử dụng tổng hợp chữ ký bằng bằng chứng ZK. Họ ước tính rằng nếu bằng chứng ZK được sử dụng cùng với SHRINCS, tốc độ của Bitcoin có thể tăng gấp đôi lên 6,7 TPS.
Blockstream đã khôn ngoan tách sự lựa chọn chữ ký khỏi các câu hỏi về việc tăng kích thước khối hoặc thêm tổng hợp bằng chứng ZK, vì xem xét chúng cùng nhau có thể làm chìm việc áp dụng SHRINCS. Mọi nâng cấp hậu lượng tử lên Bitcoin sẽ gây tranh cãi và khó thu thập đủ sự ủng hộ để kích hoạt.
"Ràng buộc chính trong quá trình di chuyển lượng tử của Bitcoin không phải là mật mã học, mà là quản trị," Ivezic nói. "Giữa BIP-360, BIP-361, SHRINCS và STARKs, thực đơn kỹ thuật đang được lấp đầy nhanh chóng. Điều Bitcoin thiếu là một cơ chế để chọn lựa từ nó trước khi hết thời gian."
Tạp chí: 5 dự đoán công nghệ mà giới truyền thông chính thống đã sai lầm nghiêm trọng
