Tác giả: Omkar Godbol
Biên dịch: AididiaoJP, Foresight News
Máy tính lượng tử đặt ra một mối đe dọa tiềm tàng đối với tất cả các hệ thống trên toàn cầu phụ thuộc vào công nghệ mã hóa, từ các ngân hàng lớn đến mạng lưới chính phủ, không có ngoại lệ. Tuy nhiên, do đặc tính phi tập trung và thiết kế sổ cái công khai vốn có, tiền mã hóa rất có thể sẽ là công nghệ đầu tiên thực sự bị "kiểm tra".
"Tiền mã hóa chính là con chim hoàng yến trong mỏ than." Eddy Zervigon, CEO của Quantum Xchange, thẳng thắn phát biểu trong một cuộc phỏng vấn với CoinDesk. Công ty này tập trung vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng bảo mật mạng chống lại các cuộc tấn công lượng tử, bao gồm các lĩnh vực như tài chính. Ông chỉ rõ, nơi có vấn đề sớm nhất nhiều khả năng sẽ là mạng lưới tiền mã hóa.
"Vì nó phi tập trung, nên sẽ là nơi bị tấn công đầu tiên," Zervigon nói. "Một khi bạn thấy điều đó xảy ra ở đó, nghĩa là đã xuất hiện ở đâu đó một máy tính lượng tử có khả năng liên quan đến mật mã học."
Thuật ngữ "máy tính lượng tử có khả năng liên quan đến mật mã học" đề cập đến loại máy móc có thể vận hành hiệu quả thuật toán Shor, phá vỡ mật mã đường cong elliptic (ECDSA over secp256k1) mà các loại tiền mã hóa như Bitcoin phụ thuộc. Thuật toán này có thể giải quyết hiệu quả bài toán logarit rời rạc trên đường cong elliptic, từ đó suy ra khóa riêng từ khóa công khai, và cuối cùng kiểm soát tài sản trong ví tương ứng. Hiện tại, loại máy móc như vậy vẫn chưa tồn tại. Nhưng ước tính về thời gian xuất hiện của chúng đang liên tục được rút ngắn, chứ không phải được lùi lại.
"Các công ty như Microsoft, IBM và những công ty khác đổ hàng tỷ đô la để phát triển máy tính lượng tử, đều có chung quan điểm rằng máy tính lượng tử có liên quan đến thương mại và mật mã học sẽ xuất hiện vào khoảng năm 2029," Zervigon nói. "Đây không phải là điều tôi tự bịa ra, mà dựa trên những lời công bố công khai của những người như Arvind Krishna từ IBM."
Ước tính thời gian này nhất quán cao với những tiến bộ gần đây về phần cứng và thuật toán. Đầu năm nay, nghiên cứu từ nhóm Google Quantum AI cho thấy số lượng qubit vật lý cần thiết để phá vỡ mật mã đường cong elliptic bảo vệ các loại tiền mã hóa chủ lưu như Bitcoin, Ethereum đã giảm xuống dưới 500.000, ít hơn khoảng 20 lần so với ước tính phổ biến trước đó là hàng triệu. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, với điều kiện cố định một số tham số trong phần tính toán trước, một cuộc tấn công nhắm vào khóa công khai đã bị lộ có thể chỉ mất khoảng 9 phút. Xét rằng thời gian trung bình tạo khối Bitcoin là khoảng 10 phút, điều này có nghĩa là kẻ tấn công có một xác suất nhất định để giả mạo chữ ký và chuyển tiền trước khi giao dịch được xác nhận, sau khi giao dịch vào bộ nhớ đệm. Những phát hiện này thúc đẩy nhiều bên quan sát, bao gồm cả Google, đẩy sớm dự đoán về "Ngày Q" (Q-Day, thời điểm máy tính lượng tử liên quan đến mật mã thực sự có thể sử dụng) vào khoảng năm 2029.
Đồng thời, Nhà Trắng Hoa Kỳ đang phấn đấu phát triển một máy tính lượng tử mạnh mẽ trước năm 2028 và kế hoạch di chuyển tài sản giá trị cao cùng dữ liệu liên bang sang các tiêu chuẩn mật mã hậu lượng tử trước năm 2030. "Điều này thiết lập một lộ trình thời gian, tạo ra sự cấp bách," Zervigon nói.
Tốc độ đồng thuận mới là yếu tố rủi ro thực sự
Không chỉ Zervigon chỉ ra rằng điểm yếu cốt lõi của tiền mã hóa nằm ở quy trình quản trị chậm chạp, chứ không phải bản thân mật mã học.
Deutsche Digital Assets đã mô tả vấn đề này một cách rõ ràng là sự khác biệt về tốc độ giữa tài chính truyền thống và quỹ đạo phi tập trung.
Tổ chức này viết trong phân tích ngày 23 tháng 7: "Sự khác biệt thực sự — và câu trả lời trung thực cho tường thuật 'Bitcoin đặc biệt dễ bị tổn thương' — nằm ở tốc độ quản trị."
Nó giải thích rằng, một ngân hàng đầu tư như JPMorgan, trước khi nâng cấp cơ sở hạ tầng mật mã, không cần phải có sự đồng ý của hàng triệu người tham gia ẩn danh toàn cầu. "Nó chỉ cần nghị quyết hội đồng quản trị, ngân sách và nhà cung cấp. Các tổ chức tài chính lớn có thể và sẽ di chuyển sang tiêu chuẩn hậu lượng tử một cách nhanh hơn, yên tĩnh hơn, dễ dự đoán hơn nhiều so với các blockchain công cộng phi tập trung. Đây không phải là phản đối Bitcoin, mà là một lời kêu gọi nghiêm túc đối xử với quy trình quản trị của nó."
Nghiên cứu học thuật củng cố thêm nhận định này. Bài báo năm 2024 xuất bản trên arXiv với tiêu đề "Thời gian ngừng hoạt động cần thiết để Bitcoin đạt được an ninh lượng tử" chỉ ra rằng, lịch sử nâng cấp của chính Bitcoin là một ví dụ cảnh báo trước.
Các nhà nghiên cứu viết: "Trước khi bất kỳ quy trình nâng cấp nào được bắt đầu, phải đạt được sự đồng thuận 90% giữa các thợ đào Bitcoin về các chi tiết cụ thể của bản nâng cấp. Trong lịch sử, những thay đổi lớn đối với mạng Bitcoin đều gặp phải sự kháng cự cao. Một ví dụ nổi bật là bản nâng cấp SegWit năm 2017."
Bản nâng cấp đó đã gây ra sự chia rẽ sâu sắc trong cộng đồng, cuối cùng dẫn đến việc blockchain Bitcoin bị chia tách thông qua một hard fork, tạo ra nhiều phiên bản, cho ra đời mạng Bitcoin Cash và Bitcoin Gold. Bài báo cũng ước tính, ngay cả trong điều kiện lý tưởng nhất (toàn bộ băng thông mạng dành cho nâng cấp, không có chi phí phát sinh), thời gian xử lý tích lũy tối thiểu cần thiết để di chuyển tất cả các đầu ra giao dịch chưa được chi tiêu (UTXO) dễ bị tấn công lượng tử hiện tại sang các địa chỉ an toàn hậu lượng tử cũng khoảng 76 ngày. Nếu chia nhỏ trong thời gian dài hơn, nó sẽ làm chậm đáng kể tốc độ giao dịch bình thường. Quan trọng hơn, do có rủi ro "tấn công tức thời" — ngay khi người dùng khởi tạo giao dịch làm lộ khóa công khai, kẻ tấn công có thể hoàn thành việc phá vỡ trước khi khối được tạo — toàn bộ quá trình di chuyển phải được hoàn thành trước khi máy tính lượng tử có khả năng liên quan đến mật mã xuất hiện, nếu không, tài sản hiện có vẫn có thể bị phơi bày.
Do đó, bản thân các thuật toán mật mã hậu lượng tử (như ML-DSA đã được NIST tiêu chuẩn hóa) có thể sẵn sàng kịp thời; điều thực sự không chắc chắn là tầng quản trị của Bitcoin có thể đạt được sự đồng thuận đủ cao trong khoảng thời gian đủ ngắn và triển khai toàn mạng hay không.
"Ngày Q" không phải là một thời điểm, mà là một xu hướng
Thị trường thường mô hình hóa mối đe dọa lượng tử như một sự kiện nhị phân: các thuật toán mã hóa hiệu quả cho đến một ngày cụ thể, sau đó đột nhiên mất hiệu lực hoàn toàn. Zervigon cho rằng khung nhận thức này là sai lầm, nó đánh giá thấp thời gian thực sự bắt đầu biểu hiện rủi ro.
"Mọi người đều nói về khoảnh khắc có thể phá vỡ thuật toán," ông nói. "Bạn thực sự không cần phải hoàn thành việc phá vỡ trong một tích tắc mới đạt được hiệu quả. Nếu tôi mất ba tháng hoặc sáu tháng để giải mã ra dữ liệu vẫn còn giá trị, tôi đã đạt được mục tiêu tương tự."
Điều này nén chặt các tính toán thời gian thông thường. Máy tính lượng tử không cần thông lượng đủ để phá vỡ chữ ký trong thời gian thực mới đe dọa; nó chỉ cần thông lượng đủ để hoàn thành việc phá vỡ trước khi dữ liệu cơ bản hoặc tiền bạc mất đi giá trị đánh cắp. Trong thực tế, đã có một tỷ lệ đáng kể Bitcoin (nghiên cứu ước tính khoảng một phần ba, tương ứng với hàng triệu đồng) mà khóa công khai của chúng đã bị lộ vĩnh viễn trên chuỗi. Những tài sản này, một khi máy tính lượng tử trở nên khả dụng, có thể đối mặt với "tấn công tĩnh" — kẻ tấn công có thể tính toán từ từ, không cần phải chạy đua với thời gian tạo khối.
Đối với toàn ngành công nghiệp mã hóa, đây vừa là cảnh báo, vừa là bài kiểm tra áp lực. Các tổ chức tài chính truyền thống có thể dựa vào quyết định tập trung để di chuyển nhanh chóng, trong khi lợi thế phi tập trung của các blockchain công cộng như Bitcoin, khi đối mặt với mối đe dọa công nghệ bên ngoài đòi hỏi sự phối hợp cao, ngược lại có thể trở thành trở ngại triển khai. Giới công nghiệp phổ biến cho rằng, giải pháp công nghệ đã tồn tại; thử thách thực sự nằm ở việc quản trị có thể theo kịp cửa sổ thời gian hay không.
Tiền mã hóa có lẽ sẽ trở thành lĩnh vực báo động sớm nhất trong thời đại lượng tử. Một khi con chim hoàng yến ngã xuống, cơ sở hạ tầng tài chính rộng lớn hơn cũng sẽ phải đối mặt với thách thức tương tự.
