Máy tính lượng tử vẫn còn lâu mới có thể phá vỡ được mật mã hiện đại, nhưng các nhà phát triển Zcash đang coi khả năng này là một mối đe dọa thực sự. Các kỹ sư của đồng tiền riêng tư này đã và đang xây dựng các kế hoạch dự phòng cho một cỗ máy tương lai đủ mạnh để sàng lọc dữ liệu blockchain cũ và phơi bày hoạt động của người dùng trong nhiều năm.
Đối với một mạng lưới tập trung vào quyền riêng tư, một cuộc tấn công lượng tử "Q-Day" sẽ đánh vào trọng tâm thiết kế của nó. Một cuộc tấn công thành công có thể phơi bày các hoạt động trong quá khứ, phá vỡ các biện pháp bảo vệ cơ bản và buộc các nhà phát triển phải phản ứng dưới áp lực khi mạng lưới đánh giá lại mô hình bảo mật của mình, theo Sean Bowe, kỹ sư và cộng tác viên Zcash .
“Với Bitcoin, rủi ro chính là ai đó có thể đánh cắp tiền của bạn, nhưng Zcash phải đối mặt với hai rủi ro,” Bowe nói với Decrypt. “Vì là một hệ thống tập trung vào quyền riêng tư, nên có nguy cơ máy tính lượng tử có thể phá vỡ mật mã và cho phép ai đó làm giả tiền. Ngoài ra còn có rủi ro máy lượng tử có thể làm lộ quyền riêng tư của người dùng bằng cách truy xuất dữ liệu từ nhiều năm giao dịch blockchain.”
Những lo ngại đó đã định hình quá trình phát triển của Zcash qua nhiều năm. Đồng tiền điện tử này được ra mắt vào năm 2016 dưới sự quản lý của Electric Coin Company và Zooko Wilcox-O'Hearn, dựa trên các công trình nghiên cứu học thuật từ Đại học Johns Hopkins, MIT và Đại học Tel Aviv.
Nó chia sẻ Cung ứng cố định 21 triệu coin của Bitcoin, thuật toán Bằng chứng công việc (PoW) ) và lịch trình halving bốn năm, nhưng việc nâng cấp cần có sự chấp thuận của cộng đồng, điều này giúp việc kiểm soát được phân bổ giữa các tổ chức độc lập. Bowe cho biết cấu trúc đó và sự tập trung của cộng đồng vào sức khỏe tổng thể của mạng lưới giúp việc phối hợp các quyết định bảo mật dễ dàng hơn khi mô hình mối đe dọa thay đổi.
"Quyền riêng tư và khả năng chống lượng tử là những vấn đề chúng tôi đã suy nghĩ từ lâu", ông nói. "Chúng tôi sẵn sàng thực hiện những thay đổi lớn về giao thức trong vòng một hoặc hai năm nếu cần, và chúng tôi có thể đưa mọi người tham gia, ngay cả trên các tổ chức khác nhau trong cộng đồng."
Sự chú ý của ngành công nghiệp đối với mối đe dọa từ máy tính lượng tử ngày càng tăng. Nhà đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã cảnh báo rằng, bằng cách sử dụng Thuật toán Shor, một máy tính lượng tử mạnh mẽ có thể phá vỡ mật mã đường cong elliptic được Bitcoin và Ethereum sử dụng sớm nhất là vào năm 2028. Bình luận của ông đã khơi lại cuộc tranh luận về việc các mạng lưới lớn nên chuẩn bị nhanh chóng như thế nào.
Một trong những giải pháp được phát triển nhất của Zcash cho đến nay là đề xuất "khôi phục lượng tử". Thay vì chờ đợi một bộ công cụ mã hóa lượng tử đầy đủ, ý tưởng là xây dựng một hệ thống có thể chịu được một cuộc tấn công lượng tử đủ lâu để các nhà phát triển có thể nâng cấp mạng.
"Khả năng phục hồi lượng tử, đôi khi được gọi là độ bền lượng tử, là ý tưởng thiết kế một hệ thống có thể chống chịu được một cuộc tấn công lượng tử trong tương lai ngay cả khi hiện tại nó chưa an toàn lượng tử", Bowe nói. "Mục tiêu là xây dựng giao thức sao cho nếu máy tính lượng tử mạnh mẽ xuất hiện, mạng lưới có thể được tạm dừng, nâng cấp và người dùng vẫn có thể truy cập và chi tiêu tiền của họ sau đó."
Bowe cho biết nếu không có cơ chế như vậy, kẻ tấn công lượng tử sẽ có thể chiếm đoạt khóa riêng tư và rút tiền khỏi tài khoản trước khi bất kỳ nâng cấp nào có hiệu lực. Với khả năng khôi phục lượng tử, người dùng sẽ có cách để bảo toàn quyền kiểm soát tiền của mình ngay cả khi mật mã đường cong elliptic bị lỗi.
Zcash— đồng tiền gần đây đã trở lại tâm điểm chú ý sau khi tăng giá khoảng 15 lần kể từ ngày 1 tháng 9 — hiện không còn khả năng chống chịu lượng tử, Bowe thừa nhận, nhưng phần lớn công việc giao thức cần thiết cho khả năng phục hồi lượng tử đã được hoàn tất. Các bước còn lại liên quan đến phần mềm ví thay vì thay đổi các quy tắc Consensus .
"Chúng tôi sẽ có thể hỗ trợ khả năng phục hồi lượng tử trong ví của mình vào năm tới", Bowe nói. "Nó không yêu cầu thay đổi giao thức nữa. Giờ đây, nó chỉ cần thay đổi ví, và chúng tôi có thể triển khai dễ dàng hơn rất nhiều."
Nhìn về tương lai, Bowe cho biết ông tin rằng máy tính lượng tử có khả năng phá vỡ mật mã đường cong elliptic vẫn còn xa vời hơn so với một số dự đoán. Ông nói thêm rằng thách thức thực sự sẽ là mạng lưới có thể tổ chức phản ứng tốt như thế nào khi mối đe dọa trở nên rõ ràng.
“Với Bitcoin, ngay cả khi rủi ro lượng tử thấp, khả năng ứng phó của nó vẫn còn kém. Hoảng loạn lúc này có lẽ là điều tốt, bởi vì việc thuyết phục mọi người cùng tham gia vào những thay đổi cần thiết sẽ chậm và khó khăn”, ông nói. “Với Zcash, chúng tôi đã suy nghĩ về điều này từ rất lâu, và chúng tôi đã giải quyết nó trong quá trình thực hiện, nên những thay đổi còn lại không còn quá khó khăn. Chúng tôi có thể triển khai và vận hành chúng mà không cần quá lo lắng.”
Ông cho biết hai cộng đồng này phải đối mặt với cùng một mối đe dọa hiện hữu; nhưng mức độ sẵn sàng của họ lại khác nhau.
“Chúng ta đang ở một vị thế khác và không có cùng lý do để hoảng sợ,” ông nói. “Vấn đề thực sự nằm ở quan điểm.”
