CEO của Arpa Network, Felix Xu, chỉ ra rằng mặc dù thời điểm chính xác của sự xuất hiện của điện toán lượng tử vẫn còn đang được tranh luận, nhưng có một điều không thể phủ nhận: kỷ nguyên lượng tử đang đến rất nhanh và là điều không thể tránh khỏi. Đối với ngành công nghiệp blockchain, đây là thời điểm quan trọng để chủ động tham gia và hiểu sâu sắc về Bằng chứng không tri thức ), vì công nghệ này có tiềm năng trở thành một tuyến phòng thủ quan trọng cho tài sản crypto cốt lõi như Bitcoin ( BTC).
Máy tính lượng tử có thể dễ dàng giải quyết các bài toán toán học.
Trong những năm gần đây, điện toán lượng tử đã có những bước tiến vượt bậc. Các nhà nghiên cứu liên tục đẩy giới hạn của công nghệ, mở ra những chương mới trong phát triển thuốc, khoa học vật liệu, mô hình tài chính và các bài toán tối ưu hóa phức tạp. Tuy nhiên, đằng sau những tiến bộ thú vị này, một quả bom hẹn giờ vô hình đang âm thầm tiến đến hệ sinh thái Web3, và nền tảng bảo mật của khoảng bốn nghìn tỷ đô la Mỹ tài sản blockchain trên toàn thế giới có thể bị lung lay bởi máy tính lượng tử.
Google đã công bố nghiên cứu có thể kiểm chứng trên tạp chí Nature, chứng minh rằng chip lượng tử có thể giúp tìm hiểu cấu trúc của nhiều hệ thống khác nhau trong tự nhiên, từ phân tử đến nam châm đến lỗ đen, với tốc độ nhanh hơn 13.000 lần so với các thuật toán cổ điển tốt nhất trên siêu máy tính nhanh nhất thế giới. Điều đáng chú ý về những kết quả này là chúng không dựa trên các tiêu chuẩn được thiết lập một cách nhân tạo, như trong các ví dụ trước đây, mà dựa trên các vấn đề ứng dụng có giá trị khoa học trực tiếp.
Tháng 12 năm ngoái, Google đã công bố kết quả thử nghiệm của chip lượng tử Willow: một phép tính được hoàn thành trong chưa đầy năm phút, trong khi ngay cả khi sử dụng các máy tính thông thường tiên tiến nhất, cũng sẽ mất khoảng 100 nghìn tỷ tỷ năm để hoàn thành phép tính đó. Lợi thế lượng tử không còn là một vấn đề trừu tượng nữa, mà đang dần trở thành hiện thực.
Cả Ethereum và Bitcoin đều dựa trên thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic (ECDSA), vốn rất dễ bị tấn công bằng thuật toán Shor. Thuật toán Shor là một thuật toán lượng tử được thiết kế vào những năm 1990 để tính toán nhanh các thừa số nguyên tố của các số nguyên lớn, một vấn đề hoàn toàn không thể giải quyết được bằng máy tính cổ điển.
Thuật toán Shor có thể phá vỡ blockchain bằng cách nào?
Thuật toán Scholl sử dụng các thuộc tính của cơ học lượng tử (chồng chất lượng tử, giao thoa và vướng víu lượng tử) để cho phép máy tính lượng tử nhanh chóng phân tích các thừa số nguyên tố lớn và tính toán logarit rời rạc, đây là nền tảng của tính bảo mật của crypto khóa công khai như RSA và ECDSA.
Điều này có nghĩa là:
- Private key có thể được tính toán từ khóa công khai.
- Chữ ký có thể bị ngụy tạo.
- Quyền sở hữu tài sản có thể bị tịch thu trực tiếp.
Về lý thuyết, điện toán lượng tử thậm chí có thể bẻ khóa Bitcoin.
Các hệ thống blockchain hiện đại, bao gồm Bitcoin và Ethereum, chủ yếu được xây dựng dựa trên các bài toán toán học mà máy tính cổ điển khó giải quyết. Tuy nhiên, máy tính lượng tử có thể làm suy yếu nghiêm trọng những giả định này. Khi một máy tính lượng tử đủ mạnh xuất hiện, hệ thống crypto công khai hiện tại sẽ trở nên vô nghĩa.
Các kẻ tấn công tiềm năng đã thành lập một tổ chức.
Điều đáng báo động hơn nữa là mô hình tấn công tiềm tàng thu thập dữ liệu ngay bây giờ và giải mã chúng trong tương lai đã bắt đầu. Các kẻ tấn công tiềm năng, bao gồm các thực thể thuộc sở hữu nhà nước và các nhóm tin tặc có tổ chức cao, đang tích lũy lượng lớn dữ liệu blockchain crypto , từ hồ sơ giao dịch và khóa công khai ví đến các bản sao lưu ký quỹ, chờ đợi công nghệ lượng tử trưởng thành và cho phép giải mã tất cả cùng một lúc. Mỗi lần phát sóng giao dịch, mỗi khóa công khai bị lộ trên Chuỗi, đều là nguyên liệu cho các cuộc tấn công trong tương lai.
Ngày tận thế sắp đến rồi sao?
Hơn sáu triệu Bitcoin vẫn còn nằm trong các cấu trúc tài khoản nhạy cảm với lượng tử từ thời kỳ đầu, trong đó 1,1 triệu Bitcoin mà Satoshi Nakamoto chưa từng động đến. Tài sản này rất có thể nằm trong số những nạn nhân đầu tiên của cái gọi là Ngày Q (ngày mà máy tính lượng tử đủ mạnh để phá vỡ mật mã khóa công khai).
Nhiều người trong ngành vẫn cho rằng nỗi sợ hãi về điện toán lượng tử có thể nguy hiểm hơn chính điện toán lượng tử. Tuy nhiên, người sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, đã công khai cảnh báo rằng ông dự đoán có 20% khả năng Ethereum bị tấn công bằng công nghệ lượng tử vào năm 2030.
Liệu Bằng chứng không tri thức có thể là một giải pháp?
Trong bối cảnh này, bằng chứng không tiết lộ thông tin (zero - knowledge proofs - ZK) có thể trở thành một giải pháp quan trọng. Công nghệ không tiết lộ thông tin cho phép một bên chứng minh một tuyên bố với bên khác mà không tiết lộ bất kỳ thông tin cơ bản nào. Với những tiến bộ công nghệ, thời gian tạo ra bằng chứng ZK đã được giảm từ hàng giờ xuống còn vài giây, và kích thước tệp đã được nén đáng kể, khiến nó khả thi cho các ứng dụng quy mô lớn.
Quan trọng hơn, Bằng chứng không tri thức có thể được xây dựng trên nền tảng toán học chống lại lượng tử. Ví dụ, zk-STARK dựa trên hàm băm, hoặc các hệ thống crypto dựa trên bài toán mạng lưới, không dựa vào giả thuyết đường cong elip dễ bị tổn thương bởi lượng tử. Ngay cả đối diện các máy tính lượng tử mạnh mẽ, những cấu trúc này vẫn được cho rằng khó bị phá vỡ.
Mặc dù các bằng chứng ZK chống lượng tử vẫn đắt hơn và việc xác minh chúng cũng tốn kém hơn so với các giải pháp hiện tại, nhưng giá trị công nghệ của chúng là không thể thay thế. Chúng cung cấp một lộ trình nâng cấp dần dần cho blockchain , loại bỏ nhu cầu thay thế toàn diện giao thức cơ bản với rủi ro cao trong thời gian ngắn. Thay vào đó, chúng cho phép các hệ thống mật mã cũ và mới cùng tồn tại trong giai đoạn chuyển tiếp, dần dần cải thiện tính bảo mật tổng thể.
Công nghệ lượng tử không chỉ đe dọa Web3 mà còn mang đến những cơ hội. Máy tính truyền thống chỉ có thể tạo ra các "số giả ngẫu nhiên" có thể dự đoán được, điều này về mặt lý thuyết khiến các cơ chế như lựa chọn người xác thực và xổ số phi phi tập trung dễ bị thao túng. Ngược lại, hệ thống lượng tử có thể tạo ra tính ngẫu nhiên thực sự ngụy tạo, cung cấp cho blockchain một tín hiệu ngẫu nhiên công bằng, có thể kiểm chứng và không thể bị thao túng, từ đó giải quyết một lỗ hổng cấu trúc lâu đời.
Kinh nghiệm lịch sử cho thấy rằng nâng cấp nền tảng cho các giao thức blockchain quy mô lớn thường mất nhiều năm, phi tập trung khiến việc phối hợp trở nên khó khăn hơn. Do đó, ngành công nghiệp không thể chờ đến khi máy tính lượng tử thực sự phá vỡ ECDSA trước khi vội vàng phản ứng.
Bài viết này, "Khi kỷ nguyên lượng tử đang đến gần, liệu Bằng chứng không tri thức có thể là tuyến phòng thủ cuối cùng Bitcoin?", lần đầu tiên xuất hiện trên ABMedia, ABMedia .
