Mối đe dọa lượng tử của Bitcoin trở thành tâm điểm tại Hội nghị Ethereum

Tóm tắt ngắn gọn

• Các đồng tác giả của BIP 360 cho rằng chữ ký Bitcoin là rủi ro chính về lượng tử đối với blockchain.
• Khoảng 30% Bitcoin nằm dưới các khóa công khai dễ bị tấn công.
• Khi ngưỡng phần cứng lượng tử giảm, các nhà phát triển Bitcoin và Ethereum đều đang tăng cường kế hoạch về lượng tử.

Trong khi hội nghị nhà phát triển Ethereum năm nay, ETH Denver, tập trung vào xây dựng trong thị trường giảm và thúc đẩy các tác nhân AI qua blockchain, một phiên thảo luận đã xem xét liệu mật mã của Bitcoin có thể tồn tại trong thế giới hậu lượng tử hay không. Trong phần thảo luận tuần này, trọng tâm về khả năng tồn tại của Bitcoin trước mối đe dọa của máy tính lượng tử khá hẹp, tập trung vào những gì có thể bị phá vỡ đầu tiên. Theo Hunter Beast, đồng tác giả của BIP 360—một đề xuất nhằm giải quyết vấn đề lượng tử của blockchain—sự nhầm lẫn thường bắt đầu từ thuật toán băm của Bitcoin. “Các thuật toán băm như SHA-256 thực sự được cho là rất khó để phá vỡ ngay cả với máy tính lượng tử lý tưởng lớn nhất mà chúng ta có thể tưởng tượng,” Beast nói. “Chúng tôi giả thuyết rằng chúng ta sẽ cần một máy tính lượng tử lớn hơn mặt trăng để phá vỡ mật mã dựa trên băm 256-bit bằng thuật toán Grover.” 

Được phát triển lần đầu bởi nhà khoa học máy tính Lov Grover vào năm 1996, thuật toán Grover, còn gọi là thuật toán tìm kiếm lượng tử, tăng tốc độ tìm kiếm brute-force, giảm hiệu quả độ an toàn của các hàm băm như SHA-256 của Bitcoin. “Đó không thực sự là điều chúng ta lo lắng trong năm năm tới,” Beast nói. “Điều chúng ta lo lắng trong năm năm tới là về chữ ký, và điều đó liên quan đến Shor’s.” Phát triển vào năm 1994 bởi nhà toán học Peter Shor, thuật toán Shor nhắm vào toán học đằng sau mật mã khóa công khai. Bitcoin dựa vào mật mã elliptic curve để ký số, và thuật toán Shor có thể đảo ngược các khóa riêng từ khóa công khai nếu máy tính lượng tử đủ mạnh. Alex Pruden, giám đốc điều hành của công ty an ninh mạng blockchain Project Eleven, mô tả ý nghĩa của điều đó.

“Quyền sở hữu trong Bitcoin hoàn toàn dựa vào khả năng ký chữ ký số của bạn,” Pruden nói trong phần thảo luận. “Với thuật toán Shor, chỉ cần biết khóa công khai của bạn—điều được cho là an toàn để chia sẻ—là đủ để đảo ngược các khóa riêng của bạn. Điều đó có nghĩa là tôi sở hữu Bitcoin của bạn chỉ bằng cách biết khóa công khai của bạn.” Các máy móc hiện tại không thể làm điều đó. Tuy nhiên, Pruden nhấn mạnh các thành tựu kỹ thuật gần đây của Google, IBM và các công ty khác trong lĩnh vực máy tính lượng tử, điều này có thể báo hiệu những bước phát triển nhanh hơn nữa trong tương lai. “Vào tháng 12 năm 2024, Google công bố Willow, một máy tính lượng tử đã thể hiện khả năng sửa lỗi dưới ngưỡng,” Pruden nói. “Cho đến thời điểm đó, mọi người nghi ngờ liệu máy tính lượng tử có thể mở rộng quy mô hay không, và Google đã chứng minh rõ ràng rằng, đúng vậy, điều này có thể mở rộng quy mô.” Cuộc thảo luận diễn ra khi ngành công nghiệp crypto toàn cầu đang tăng cường chuẩn bị cho ngày mà một máy tính lượng tử thực tế đi vào hoạt động. Quỹ Ethereum gần đây đã thành lập một nhóm an ninh hậu lượng tử, và Coinbase đã triệu tập một hội đồng cố vấn để nghiên cứu các rủi ro lượng tử đối với Bitcoin và các tài sản kỹ thuật số khác. Giám đốc điều hành Coinbase, Brian Armstrong, mô tả vấn đề này là “có thể giải quyết được,” mặc dù các nhà nghiên cứu tranh luận về mức độ cấp bách của mối đe dọa. Ước tính về phần cứng cần thiết để phá vỡ hệ thống chữ ký của Bitcoin đã thay đổi. Vào năm 2021, các nhà nghiên cứu dự đoán cần khoảng 20 triệu qubits để phá vỡ mật mã của Bitcoin. Tuần trước, các nhà nghiên cứu tại Iceberg Quantum gợi ý con số có thể giảm xuống còn khoảng 100.000 qubits. Sự dễ bị tổn thương đã tồn tại, theo Project Eleven, tổ chức theo dõi danh sách gọi là “Danh sách Rủi ro Bitcoin.” Theo danh sách này, hơn 6,9 triệu đồng coin tổng cộng nằm trong các địa chỉ có khóa công khai dễ bị lộ, trong đó có 1,7 triệu coin được khai thác trong những năm đầu của Bitcoin. “Về cơ bản, khoảng một phần ba nguồn cung sẽ dễ bị tấn công kéo dài,” Beast nói.

Isabel Foxen Duke, đồng tác giả của Beast trong BIP 360, cho biết vấn đề không chỉ đơn thuần về kỹ thuật. “Có rất nhiều thách thức với Bitcoin và việc làm cho Bitcoin chống lượng tử mà không liên quan đến mật mã hậu lượng tử,” cô nói. Một số đồng coin cũ hơn, Foxen-Duke, có thể sẽ không bao giờ chuyển sang địa chỉ an toàn lượng tử, bao gồm cả những đồng được cho là thuộc về người sáng lập Bitcoin, Satoshi Nakamoto. “Có các đề xuất để đóng băng các đồng Satoshi và tất cả các địa chỉ pay-to-public-key hoàn toàn,” cô nói. “Tôi nghĩ đó là những câu hỏi gây tranh cãi, phức tạp hơn, và theo một số cách còn thú vị hơn, vì việc đạt được sự đồng thuận về điều đó sẽ là một vấn đề cực kỳ khó khăn và đầy thách thức về chính trị.” Tuy nhiên, cô cảnh báo rằng nếu khả năng lượng tử xuất hiện trước khi đạt được sự đồng thuận về việc chuyển đổi, điều đó sẽ gây thảm họa cho mạng lưới Bitcoin. “Nếu 4 triệu Bitcoin xuất hiện trên thị trường trong vòng vài giờ sau khi máy tính lượng tử ra đời và ai đó tận dụng được, đó có thể là sự kiện phá hủy dự án Bitcoin, bất kể chúng ta có mật mã hậu lượng tử hay không,” Foxen Duke nói.