Google vừa công bố một bài nghiên cứu mới, và những người ủng hộ Bitcoin có thể muốn tính toán nhanh. Nhóm nghiên cứu lượng tử của hãng công nghệ này nhận thấy rằng việc phá vỡ mã hóa RSA bảo vệ mọi thứ từ tài khoản ngân hàng đến ví Bitcoin có thể cần ít tài nguyên lượng tử hơn 20 lần so với ước tính trước đây.
"Lập kế hoạch chuyển đổi sang hệ mật mã an toàn lượng tử đòi hỏi phải hiểu chi phí của các cuộc tấn công lượng tử vào các hệ mật mã dễ bị tổn thương," nhà nghiên cứu Lượng tử Google Craig Gidney viết. "Trong Gidney+Ekerå 2019, tôi đã đồng công bố một ước tính cho rằng các số nguyên RSA 2048 bit có thể được phân tích trong 8 giờ bởi một máy tính lượng tử với 20 triệu qubit nhiễu. Trong bài báo này, tôi đã giảm đáng kể số lượng qubit cần thiết."
"Tôi ước tính rằng một số nguyên RSA 2048 bit có thể được phân tích trong chưa đầy một tuần bởi một máy tính lượng tử với dưới một triệu qubit nhiễu," Gidney lập luận.
"Đây là mức giảm 20 lần số lượng qubit so với ước tính trước đây của chúng tôi," nhà nghiên cứu Google cho biết trong một bài đăng trên blog chính thức.
Nhưng điều này không có nghĩa là nó sẽ xảy ra trong thời gian ngắn. Để so sánh, Condor của IBM (máy tính lượng tử mạnh nhất hiện nay) chỉ đạt 1.121 qubit trong khi Sycamore của Google chạy trên 53 qubit. Vì vậy, đồng tiền của bạn vẫn an toàn - ít nhất là hiện tại. Điều quan trọng là xu hướng phát triển, và nó đang chỉ ra một hướng mà bất kỳ ai nắm giữ tiền điện tử đều phải chú ý.
Google cho biết, đột phá này đến từ hai nguồn: "thuật toán tốt hơn và sửa lỗi thông minh hơn". Về phía thuật toán, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách làm cho các phép tính số mũ modulo - phần toán học nặng nhọc trong mã hóa - nhanh gấp đôi, trong khi các cải tiến sửa lỗi là có thể do nhóm đã tăng gấp ba mật độ không gian qubit logic bằng cách thêm một lớp sửa lỗi mới, hiệu quả là đóng gói nhiều hoạt động lượng tử hữu ích hơn vào cùng một không gian vật lý.
Họ cũng triển khai một thứ được gọi là "nuôi trồng trạng thái ma thuật" - về cơ bản là một thủ thuật để làm cho các thành phần lượng tử đặc biệt (được gọi là các trạng thái T) mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn, để các máy tính lượng tử có thể thực hiện các nhiệm vụ phức tạp một cách hiệu quả hơn mà không lãng phí tài nguyên bổ sung.
Bitcoin dựa vào mật mã đường cong elliptic, hoạt động trên các nguyên tắc toán học tương tự như RSA. Nếu các máy tính lượng tử có thể phá vỡ RSA nhanh hơn dự kiến, thời gian an toàn của Bitcoin sẽ bị rút ngắn. Mã hóa 256 bit của tiền điện tử này mạnh hơn so với các khóa RSA cũ mà Google nghiên cứu, nhưng không mạnh bằng những gì bạn có thể hy vọng khi đối mặt với việc mở rộng theo cấp số nhân.
Và đã có các chuyên gia đang tìm cách áp dụng công nghệ lượng tử để phá vỡ Bitcoin.
Như Decrypt đã báo cáo trước đây, Dự án 11, một nhóm nghiên cứu điện toán lượng tử, đã phát động một phần thưởng Bitcoin trị giá gần 85.000 đô la cho bất kỳ ai có thể phá vỡ thậm chí là một phiên bản đơn giản của mã hóa Bitcoin bằng máy tính lượng tử. Họ đang thử nghiệm các khóa từ 1 đến 25 bit - rất nhỏ so với mã hóa 256 bit của Bitcoin, nhưng đó là về việc theo dõi tiến trình.
"An ninh của Bitcoin dựa vào mật mã đường cong elliptic. Các máy tính lượng tử chạy thuật toán Shor cuối cùng sẽ phá vỡ nó," Dự án 11 viết khi thông báo thử thách của họ. "Chúng tôi đang kiểm tra mức độ khẩn cấp của mối đe dọa."
Các hàm ý về an ninh vượt ra ngoài tiền điện tử. RSA và các hệ thống tương tự là nền tảng của các giao tiếp an toàn toàn cầu, từ ngân hàng đến chữ ký số. Google lưu ý rằng các đối thủ có thể đã thu thập dữ liệu được mã hóa ngay bây giờ để giải mã sau này một khi các máy tính lượng tử trở nên sẵn có, vì vậy họ đang chuẩn bị cho tương lai sắp tới này.
"Do đó, Google đã mã hóa lưu lượng truy cập cả trong Chrome và nội bộ, chuyển sang phiên bản tiêu chuẩn của ML-KEM khi nó trở nên sẵn có," Google cho biết.
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia đã phát hành các tiêu chuẩn mật mã hậu lượng tử năm ngoái và khuyến nghị loại bỏ các hệ thống dễ bị tổn thương sau năm 2030. Nghiên cứu của Google cho thấy mốc thời gian đó có thể cần được đẩy nhanh.
IBM có kế hoạch cho một máy tính lượng tử 100.000 qubit vào năm 2033, hợp tác với Đại học Tokyo và Đại học Chicago. Quantinuum nhằm mục tiêu cung cấp một máy tính lượng tử hoàn toàn chống lỗi vào năm 2029. Những mục tiêu này bỗng trở nên quan trọng hơn sau những phát hiện của Google.
Một vấn đề khác cần giải quyết là thời gian hoạt động liên tục mà các máy móc lượng tử hỗ trợ. Máy có một triệu qubit mà Google mô tả sẽ cần chạy liên tục trong nhiều ngày, duy trì tỷ lệ lỗi cực thấp và điều phối hàng tỷ hoạt động mà không bị gián đoạn. Các máy tính lượng tử hiện tại hầu như chỉ có thể duy trì tính liên kết trong vài phút - vì vậy, một lần nữa, đừng hoảng hốt.
Mối đe dọa lượng tử không phải là ngay lập tức, nhưng nó đang tăng tốc nhanh hơn dự kiến. Cộng đồng tiền điện tử đã bắt đầu làm việc với các giải pháp chống lượng tử. Các nhà phát triển Solana đã giới thiệu một kho an toàn chống lượng tử sử dụng chữ ký dựa trên hash, trong khi đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã đề xuất fork mã của các blockchain hiện tại để bảo vệ chống lại các mối đe dọa lượng tử.
Vì vậy, có vẻ như chúng ta sẽ chứng kiến một hard fork chống lượng tử nào đó trong tương lai trước khi chứng kiến vụ hack lượng tử đầu tiên của blockchain Bitcoin - hy vọng vậy.
