Trong bối cảnh các nhà nghiên cứu Bitcoin đang thảo luận về cách tăng cường khả năng chống lại các mối đe dọa mang tính đột phá mà máy tính lượng tử có thể gây ra trong tương lai, "chữ ký dựa trên hàm băm" nổi lên như một giải pháp tiềm năng quan trọng.
Vì máy tính lượng tử có khả năng phá vỡ mật mã cổ điển, điều này được xem là một trong những rủi ro bảo mật lớn nhất đối với hệ sinh thái blockchain.
Nhờ những ưu điểm của cơ học lượng tử, máy tính lượng tử có thể giải quyết một số bài toán toán học nhanh hơn nhiều lần so với máy tính cổ điển. Điều này có nghĩa là các cấu trúc mật mã tạo nên nền tảng của các chuỗi khối như Bitcoin có thể bị xâm phạm trong tương lai.
Trong một nghiên cứu cập nhật được công bố vào ngày 5 tháng 12, các nhà nghiên cứu Mikhail Kudinov và Jonas Nick của Blockstream đã xem xét nhiều phương pháp có thể được triển khai để làm cho mạng lưới Bitcoin trị giá 1,8 nghìn tỷ đô la có khả năng chống chịu được các cuộc tấn công lượng tử. Cả hai lập luận rằng chữ ký dựa trên hàm băm là một trong những lựa chọn hấp dẫn nhất vì tính bảo mật của chúng dựa trên các hàm Hash đã được sử dụng trong thiết kế của Bitcoin.
Thông báo về nghiên cứu trên danh sách email của các nhà phát triển Bitcoin, Kudinov cho biết: “Những sơ đồ này đã trải qua quá trình phân tích chuyên sâu trong suốt quy trình tiêu chuẩn hóa hậu lượng tử của NIST, điều này làm tăng độ tin cậy vào tính ổn định của chúng.” Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST), một cơ quan chính phủ Hoa Kỳ, nổi tiếng với việc thiết lập các tiêu chuẩn an ninh mạng được sử dụng trên toàn thế giới.
Mặc dù giới học thuật từ lâu đã bất đồng về thời điểm máy tính lượng tử sẽ đe dọa Bitcoin, những diễn biến gần đây đã làm sống lại cuộc tranh luận này. Vào tháng Hai, Microsoft đã giới thiệu một con chip mới mà họ tuyên bố giải quyết được vấn đề về khả năng mở rộng của máy tính lượng tử. Vào tháng Mười, Google đã công bố nghiên cứu cho thấy điện toán lượng tử đang tiến gần hơn rất nhiều đến các ứng dụng thực tế.
Pierre-Luc Dallaire-Demers, một nhà khoa học từ Đại học Calgary, cho rằng với tốc độ phát triển hiện tại, Bitcoin có thể trở nên dễ bị tổn thương trước mối đe dọa từ máy tính lượng tử trong vòng 5 đến 10 năm tới. Tuy nhiên, người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, lại lo ngại về một khung thời gian sớm hơn nhiều; theo Buterin, mô hình bảo mật của Ethereum có thể bị xâm phạm thậm chí trước cuộc bầu cử tổng thống Mỹ năm 2028.
Chữ ký dựa trên hàm băm sử dụng các Hash , về mặt toán học được coi là có khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử. Không giống như Mật mã hóa khóa công khai của Bitcoin, các hàm Hash có khả năng chống lại các thuật toán lượng tử như Shor tốt hơn nhiều. Hơn nữa, đầu ra của các hàm Hash có thể được mở rộng để làm cho khả năng tìm kiếm bằng phương pháp vét cạn của máy tính lượng tử trở nên vô nghĩa.
Tuy nhiên, hiện vẫn chưa rõ phương pháp này sẽ được áp dụng như thế nào đối với Bitcoin. Các vấn đề quan trọng như chi phí xác minh, liệu có hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn chữ ký dựa trên hàm băm hay không, và liệu việc xác minh giao dịch có yêu cầu toàn bộ lịch sử chuỗi khối hay không vẫn đang được các nhà phát triển tranh luận.
*Đây không phải là lời khuyên đầu tư.
