Chip lượng tử mới của Google Willow có thể phá hủy giá trị của Bitcoin không?

Cái gì? Có thể bị đe dọa là ví của Satoshi Nakamoto.

Tác giả: ChandlerZ, Foresight News

Bìa: Photo by Tareq Ajalyakin on Unsplash

Vào ngày 10 tháng 12, Google đã công bố ra mắt chip máy tính lượng tử mới nhất của họ, Willow, với 105 Bit lượng tử (qubit, đơn vị đo lường thông tin lượng tử), đạt hiệu suất tối ưu nhất trong việc sửa lỗi lượng tử và lấy mẫu mạch ngẫu nhiên. Với sự gia tăng số lượng Bit lượng tử, Willow có thể giảm thiểu lỗi gấp đôi.

Trong bài kiểm tra chuẩn RCS, chip Willow đã hoàn thành một phép tính tiêu chuẩn trong chưa đến 5 phút, trong khi phép tính này đối với siêu máy tính nhanh nhất hiện nay sẽ mất hơn 10^25 năm, Hartmut Neven, Giám đốc Trí tuệ Nhân tạo Lượng tử của Google, cho biết con số này vượt xa thang thời gian vật lý đã biết và cũng lớn hơn nhiều so với tuổi của vũ trụ.

Giám đốc điều hành của Google, Sundar Pichai, đã phát biểu rằng Willow là một bước quan trọng trong nỗ lực của công ty công nghệ khổng lồ này để tạo ra "máy tính lượng tử hữu ích", máy tính này sẽ có ứng dụng thực tế trong việc phát hiện thuốc, năng lượng nhiệt hạch và thiết kế pin.

Cộng đồng thảo luận lại

Tuy nhiên, những lo ngại của cộng đồng về máy tính lượng tử lại một lần nữa nổi lên - liệu chip Willow có khả năng phá vỡ thuật toán mã hóa của Bitcoin không?

Bitcoin phụ thuộc vào mã hóa đường cong elliptic (ECDSA) và thuật toán băm SHA-256 để đảm bảo an ninh mạng, trong khi máy tính lượng tử được cho là có khả năng phá vỡ private key thông qua ưu thế thuật toán. Liệu hiệu suất mạnh mẽ của Willow có thể làm lung lay nền tảng an ninh của Bitcoin, thậm chí phá hủy giá trị của tài sản này, đã trở thành tâm điểm quan tâm của thị trường và cộng đồng kỹ thuật.

ECDSA là thuật toán chữ ký số được sử dụng để bảo vệ private key và xác minh giao dịch trong Bitcoin, SHA-256 là thuật toán băm đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu, rất quan trọng đối với cơ chế bằng chứng công việc của Bitcoin, được sử dụng để tạo ra các băm mã hóa trong khai thác.

Mặc dù Willow là một bước tiến lớn trong công nghệ lượng tử, nhưng 105 Bit lượng tử của nó vẫn còn xa so với số lượng Bit lượng tử cần thiết để phá vỡ thuật toán mã hóa của Bitcoin. Doanh nhân Bitcoin Ben Sigman chỉ ra rằng ECDSA dễ bị tấn công bởi Shor Algorithm, cần hàng triệu Bit lượng tử vật lý để phá vỡ. Yêu cầu đối với SHA-256 còn cao hơn, cần phá vỡ hàng trăm triệu Bit lượng tử để trở thành mối đe dọa nghiêm trọng.

Ông giải thích: "Nếu máy tính lượng tử có thể tính toán SHA256 nhanh hơn tổng công suất khai thác hiện tại của toàn thế giới (750 exahash) ... Giả sử nó có thể khai thác một khối mỗi phút. Trong vòng 33 giờ, nó sẽ khai thác được 6.300 Bitcoin. Sau đó, độ khó sẽ điều chỉnh lại về mục tiêu 10 phút/khối. Cùng một máy tính lượng tử này bây giờ sẽ mất 2 tuần để khai thác 2.000 khối - giống như trước khi nó xuất hiện. Đây chính là cách thiết kế của Satoshi Nakamoto. Bitcoin sẽ tự động thích ứng."

Kevin Rose, cựu Giám đốc Sản phẩm cao cấp của Google, cũng đăng bài viết rằng "để phá vỡ mã hóa của Bitcoin, cần một máy tính lượng tử với khoảng 13 triệu Bit lượng tử để hoàn thành việc giải mã trong vòng 24 giờ, trong khi chip Willow chỉ có 105 Bit lượng tử, chúng ta vẫn còn rất nhiều đường dài phía trước."

Emin Gün Sirer, nhà sáng lập Avalanche, đã đăng tweet giải thích thêm rằng mặc dù những tiến bộ mới nhất của máy tính lượng tử thật đáng kinh ngạc, nhưng chúng vẫn chưa đe dọa đến an ninh của tài sản mã hóa, ít nhất là hiện tại. Máy tính lượng tử sẽ làm cho một số hoạt động (như phân tích thừa số) trở nên dễ dàng hơn, trong khi các hoạt động khác (như đảo ngược hàm băm một chiều) vẫn còn khó khăn như trước. Hơn nữa, tùy thuộc vào nền tảng, cửa sổ tấn công của máy tính lượng tử cũng rất nhỏ. Hai sự thật này khiến công việc của kẻ tấn công lượng tử trở nên rất khó khăn. Thiết kế của Bitcoin và hệ thống X/P Chain của Avalanche đảm bảo rằng khi Alice chuyển tiền cho Bob, public key của Bob sẽ không được tiết lộ cho công chúng. Thay vào đó, thế giới chỉ biết hash của public key (do đó, hai hàm băm một chiều độc lập). Điều này có nghĩa là các khoản tiền đang nghỉ ngơi có khả năng chống lượng tử - kẻ tấn công không có thông tin nào để khai thác, họ không thể lẻn vào hậu trường. Public key chỉ được tiết lộ khi giao dịch được thực hiện.

Tuy nhiên, Emin Gün Sirer đã đưa ra một số cảnh báo từ một góc độ khác, đó là có một vấn đề cấp bách hơn liên quan đến ước tính 1,1 triệu BTC mà Satoshi Nakamoto nắm giữ. Các Bit được khai thác sớm bởi Satoshi Nakamoto sử dụng định dạng thanh toán đến public key (P2PK) rất cũ, định dạng này sẽ tiết lộ public key, cho phép kẻ tấn công có thời gian để khai thác, đây là nguồn gốc của tất cả các phần thưởng mã hóa. Do đó, khi mối đe dọa của Quantum Computer (QC) ngày càng lớn, cộng đồng Bitcoin có thể muốn xem xét việc đóng băng tiền của Satoshi Nakamoto, hoặc nói rộng hơn, cung cấp một ngày hết hạn và đóng băng tất cả các tiền trong UTXO P2PK.

Nhưng mặt khác, đồng sáng lập và CEO của Lightspark, David Marcus (trước đây là Chủ tịch PayPal và Trưởng nhóm tiền điện tử của Meta) đã đăng bài viết rằng "hầu hết mọi người có lẽ chưa hoàn toàn hiểu ý nghĩa của bước tiến này", khi trả lời câu hỏi của Willow về ý nghĩa của blockchain, David cho rằng "có nghĩa là, lĩnh vực mật mã học lượng tử và mã hóa cần bắt đầu hành động để phát triển thêm", và đã nhận được sự ủng hộ của Elon Musk.

Mật mã dựa trên Lưới: Cuộc chơi chống lại Máy tính Lượng tử

Trong khi máy tính lượng tử phát triển nhanh chóng, mật mã học lượng tử an toàn cũng đang tiến bộ đồng thời. Trong đó, hệ thống mật mã dựa trên Lưới (Lattice-based Cryptography), tức "Mật mã dựa trên Lưới", đang dần trở thành một trong những công nghệ mã hóa chống lại máy tính lượng tử tiêu biểu.

Lưới là một không gian véc-tơ được tạo ra bởi các hệ số nguyên, có thể hiểu là một cấu trúc điểm lưới ở không gian nhiều chiều. Tính bảo mật của mật mã dựa trên Lưới phụ thuộc vào hai "vấn đề khó khăn của Lưới" cổ điển: Vấn đề véc-tơ ngắn nhất và Vấn đề véc-tơ gần nhất. Độ phức tạp để giải quyết các loại vấn đề này tăng theo cấp số mũ khi kích thước không gian tăng lên, thậm chí trong môi trường máy tính lượng tử, cũng không tồn tại thuật toán hiệu quả trong thời gian đa thức. Do đó, mật mã dựa trên Lưới được coi là một biện pháp hiệu quả để chống lại mối đe dọa của máy tính lượng tử.

Các vấn đề khó khăn của Lưới có thể được xem như những bài toán toán học cực kỳ phức tạp trong không gian nhiều chiều, tìm kiếm các giải pháp. Nói một cách đơn giản, nó liên quan đến việc tìm đường đi ngắn nhất (Vấn đề véc-tơ ngắn nhất) hoặc khoảng cách gần nhất (Vấn đề véc-tơ gần nhất) giữa các điểm trong một cấu trúc lưới. Trong không gian hai chiều, vấn đề này tương đối trực quan, chẳng hạn như tìm điểm gần nhất với một điểm cho trước, nhưng khi số chiều tăng lên, việc tìm kiếm trở nên vô cùng phức tạp.

Tương tự như vấn đề logarit rời rạc trong mã hóa đường cong elliptic (ECC), mật mã dựa trên Lưới sử dụng độ khó tính toán của các vấn đề khó khăn của Lưới. Trong ECC, máy tính truyền thống không thể suy ra khóa riêng từ khóa công khai; trong mật mã dựa trên Lưới, ngay cả máy tính lượng tử cũng không thể suy ra khóa riêng từ khóa công khai, cung cấp một sự bảo vệ vững chắc cho mã hóa trong kỷ nguyên máy tính lượng tử.

Tuy nhiên, thực tế, Satoshi Nakamoto trước đây cũng đã dự đoán vấn đề này và đề xuất một giải pháp, "Tôi nghĩ rằng nếu SHA-256 bị phá vỡ, chúng ta có thể bắt đầu lại từ một 'blockchain trung thực' mà mọi người đều đồng ý, khóa nó lại, sau đó sử dụng một hàm băm mới."

"Nếu giá trị băm giảm dần, chúng ta có thể chuyển đổi một cách có trật tự sang giá trị băm mới. Phần mềm sẽ được lập trình để bắt đầu sử dụng giá trị băm mới sau một số khối nhất định. Vào thời điểm đó, mọi người sẽ phải nâng cấp. Phần mềm đó có thể lưu trữ các giá trị băm mới của tất cả các khối cũ để đảm bảo không thể sử dụng các khối khác có cùng giá trị băm cũ." Satoshi Nakamoto tóm tắt.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Là một nền tảng thông tin blockchain, các bài viết được đăng tải trên trang web này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả và khách mời, không liên quan đến lập trường của Web3Caff. Thông tin trong bài viết chỉ nhằm mục đích tham khảo, không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư hay đề nghị nào, và vui lòng tuân thủ các luật và quy định pháp lý của quốc gia hoặc khu vực của bạn.