Không phải mọi thứ trong Bitcoin đều có nguy cơ bị máy tính lượng tử tấn công.
Đào coin Bitcoin, quá trình thêm các khối mới vào chuỗi khối, sử dụng một loại toán học gọi là băm (hashing) mà máy tính lượng tử không thể phá vỡ một cách hiệu quả. Sổ cái và quy tắc rằng Bitcoin mới chỉ có thể được tạo ra thông qua Đào coin sẽ tồn tại sau cuộc tấn công của máy tính lượng tử. Các khối vẫn sẽ được tạo ra và chuỗi vẫn tiếp tục hoạt động.
Điều sẽ không còn tồn tại chính là quyền sở hữu.
Ví Bitcoin được bảo vệ bằng một loại toán học khác, chuyển đổi khóa riêng tư bí mật thành địa chỉ công khai mà bất kỳ ai cũng có thể xem. Thuật toán này hoạt động dễ dàng theo một chiều và hoàn toàn không hoạt động theo chiều ngược lại, đó là điều duy nhất ngăn cản người lạ tiêu tiền của bạn.
Phần 1 của loạt bài về điện toán lượng tử đã đi sâu vào vật lý. Máy tính lượng tử không phải là phiên bản nhanh hơn của máy tính thông thường. Nó là một loại máy hoàn toàn khác, bắt đầu từ một vòng kim loại rất lạnh, rất nhỏ, nơi các hạt hoạt động theo những cách mà chúng không hoạt động ở bất kỳ nơi nào khác trên Trái đất.
Phần 2 đã trình bày những gì xảy ra khi bạn hướng chiếc máy đó vào bitcoin. Ví Bitcoin phụ thuộc vào một bài toán toán học một chiều. Việc chuyển đổi khóa riêng tư bí mật thành địa chỉ công khai chỉ mất vài mili giây. Ngược lại, từ địa chỉ công khai trở lại khóa riêng tư, một máy tính thông thường sẽ mất thời gian lâu hơn cả tuổi của vũ trụ.
Một thuật toán lượng tử có tên Shor đã thu hẹp khoảng cách này. Bài báo của Google tháng này cho thấy cuộc tấn công có thể được thực hiện với ít tài nguyên hơn nhiều so với ước tính trước đây, trong một khoảng thời gian chạy đua với thời gian Block của Bitcoin.
Bài viết này, bài cuối cùng trong loạt bài, nói về phản ứng trước những rủi ro đó. Điều gì thực sự đang bị đe dọa, Bitcoin đã làm gì để đối phó, và liệu một mạng lưới được xây dựng để chống lại sự thay đổi phối hợp có thể phối hợp thực hiện nâng cấp bảo mật lớn nhất trong lịch sử của nó trước khi phần cứng bắt kịp hay không.
Điều gì bị phơi bày, điều gì an toàn
Nhóm đối tượng có nguy cơ rất lớn.
Khoảng 6,9 triệu bitcoin, tương đương khoảng một phần ba tổng số bitcoin từng được khai thác, nằm trong các ví có khóa công khai đã được hiển thị vĩnh viễn trên chuỗi khối. Phần lớn trong số này là bitcoin từ những năm đầu tiên của mạng lưới, được lưu trữ ở định dạng địa chỉ mặc định công bố khóa công khai. Nó cũng bao gồm bất kỳ ví nào đã từng được sử dụng để chi tiêu, bởi vì việc chi tiêu sẽ tiết lộ khóa cho số bitcoin còn lại.
Kẻ tấn công lượng tử sẽ không cần phải chạy đua với một giao dịch đang diễn ra. Thay vào đó, chúng có thể xử lý các ví có khóa đã bị lộ theo tốc độ của riêng mình, từng ví một. Người tạo Bút danh Bitcoin, Satoshi (SATS) Nakamoto, hiện đang nắm giữ khoảng 1 triệu bitcoin, không hề đụng đến kể từ những ngày đầu của mạng lưới, và số bitcoin này hiện nằm trong danh mục bị lộ.
Bản nâng cấp Taproot năm 2021 đã làm trầm trọng thêm vấn đề. Taproot là một thay đổi trong cách thức hoạt động của địa chỉ Bitcoin, nhằm mục đích làm cho các giao dịch hiệu quả hơn và riêng tư hơn.
Một tác dụng phụ là bất kỳ bitcoin nào được chi tiêu kể từ khi Taproot được kích hoạt đều đã công bố khóa bảo vệ số bitcoin còn lại tại địa chỉ đó. Đây không phải là một sai lầm mà là một sự đánh đổi hợp lý vào thời điểm đó, khi mà dòng thời gian lượng tử có vẻ dài hơn nhiều so với hiện nay.
Đang có những dự án gì sắp tới?
Mặc dù mối đe dọa từ công nghệ lượng tử đã gây ra một cuộc tranh luận gay gắt trong những tháng gần đây, và các blockchain khác đang chuẩn bị, nhưng cho đến nay vẫn chưa có thông tin cụ thể nào được đưa ra từ các nhà phát triển Bitcoin.
Ethereum, được coi là một trong những đối thủ cạnh tranh lớn nhất của Bitcoin đối với các nhà đầu tư tổ chức đang quan tâm đến thị trường tiền điện tử, đã có một chương trình chống lượng tử chính thức từ năm 2018.
Quỹ Ethereum có bốn nhóm làm việc toàn thời gian cho quá trình chuyển đổi, với hơn mười nhóm phát triển độc lập triển khai các mạng thử nghiệm hàng tuần. Kế hoạch này vạch ra các nâng cấp cụ thể trong bốn thay đổi toàn mạng sắp tới, chuyển đổi bảo mật của Ethereum sang các thuật toán toán học mới mà máy tính lượng tử không thể phá vỡ. Họ thậm chí đã ra mắt một trang web chuyên dụng, pq.ethereum.org, để công bố tiến độ của mình.
Hiện tại, Bitcoin vẫn chưa có chiến lược tương đương.
Điều đó không có nghĩa là không có bất kỳ nỗ lực nào để giải quyết vấn đề này.
Một đề xuất chính thức như vậy là Đề xuất cải tiến Bitcoin (BIP)-360 từ một nhóm các nhà phát triển và nghiên cứu. Đề xuất này sẽ bổ sung các loại địa chỉ an toàn lượng tử mới mà người dùng có thể tự nguyện chuyển đổi sang. Một đề xuất cạnh tranh khác từ BitMEX Research sẽ cài đặt một hệ thống phát hiện kích hoạt hành động phòng thủ nếu phát hiện thấy một cuộc tấn công lượng tử trên mạng.
Tuy nhiên, cả hai đề xuất đều không nhận được sự ủng hộ rộng rãi từ các nhà phát triển cốt lõi của bitcoin, và chúng giải quyết hai khía cạnh khác nhau của vấn đề.
Nic Carter, một trong những người ủng hộ nổi bật của bitcoin, đã lên tiếng về vấn đề này trong những tháng gần đây.
"Mật mã đường cong elliptic đang trên bờ vực lỗi thời," Carter viết trên X, đề cập đến thuật toán bảo mật ví bitcoin. Ông mô tả phương pháp của Ethereum là "tốt nhất trong lĩnh vực này" và của bitcoin là "tệ nhất trong lĩnh vực này," dẫn chứng các nhà phát triển "phủ nhận, đánh lạc hướng, ngăn cản, vùi đầu vào cát" thay vì giải quyết vấn đề.
Adam Back, CEO của Blockstream và là một trong những người đóng góp quan trọng cho Bitcoin từ những ngày đầu, không đồng ý về tính cấp bách nhưng lại đồng ý về hướng đi.
"Điện toán lượng tử vẫn còn nhiều điều cần chứng minh. Các hệ thống hiện tại về cơ bản chỉ là những thí nghiệm trong phòng thí nghiệm," Back phát biểu tại một hội nghị hồi đầu tháng này. Nhưng ông cũng cho rằng bitcoin nên chuẩn bị ngay từ bây giờ, với các bản nâng cấp tùy chọn được xây dựng trước để mạng lưới có thể chuyển đổi khi cần thiết, thay vì phải vội vàng ứng phó trong khủng hoảng.
Vấn đề phối hợp
Vậy đâu là thách thức lớn nhất trong việc triển khai các giải pháp hiệu quả để chống lại mối đe dọa lượng tử từ Bitcoin?
Việc chuyển đổi Bitcoin khó khăn hơn so với Ethereum vì những lý do không liên quan đến các phép toán thực tế.
Ethereum có một quỹ hỗ trợ tài chính cho công việc kỹ thuật và một quy trình quản trị thường xuyên thông qua các bản nâng cấp lớn. Bitcoin thì không có cả hai. Văn hóa phát triển của nó coi bất kỳ cơ quan trung ương nào là một điểm yếu, và Consensus xã hội của nó cho rằng những thay đổi đối với giao thức nên hiếm khi xảy ra và khó thực hiện.
Những giả định tiên nghiệm đó đã giúp mạng lưới ổn định trong gần hai thập kỷ, nhưng chúng cũng khiến cho bài toán lượng tử trở nên khó giải quyết hơn về mặt cấu trúc đối với Bitcoin.
Việc di chuyển 6,9 triệu đồng tiền bị lộ đòi hỏi những quyết định mà mạng lưới đã né tránh suốt hai mươi năm qua. Liệu các định dạng địa chỉ cũ có nên bị đóng băng sau một ngày nhất định để bảo vệ tiền khỏi bị đánh cắp trong tương lai? Liệu các đồng tiền bị lộ có nên được phép chuyển sang các địa chỉ an toàn lượng tử mới bằng cách sử dụng khóa gốc của chúng? Điều gì sẽ xảy ra với những đồng tiền mà chủ sở hữu không thể hoặc không muốn di chuyển?
Các đồng tiền của Satoshi là ví dụ rõ ràng nhất. Việc đóng băng các định dạng cũ giúp bảo vệ các đồng tiền khỏi bị đánh cắp nhưng khiến chúng không thể truy cập được vĩnh viễn, kể cả đối với Satoshi (SATS). Để các định dạng cũ mở có nghĩa là những đồng tiền đó sẽ trở thành phần thưởng dành cho bất cứ ai chế tạo được máy tính lượng tử hoạt động đầu tiên hoặc có quyền truy cập vào máy tính lượng tử và muốn tấn công.
Việc đặt ra thời hạn chuyển đổi buộc Satoshi (SATS) phải hoặc chuyển số coin đó đi, tiết lộ quyền sở hữu, hoặc mất chúng. Mỗi lựa chọn đều thay đổi bản chất của bitcoin theo những cách mà mạng lưới này từ trước đến nay vẫn luôn từ chối thay đổi.
Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?
Bản báo cáo của Google đã tóm tắt tình hình hiện tại của ngành công nghiệp này.
Một cuộc tấn công thành công vào thuật toán toán học mà Bitcoin sử dụng "không nên được xem như một lời cảnh tỉnh về việc áp dụng mật mã hậu lượng tử, mà nên được xem như một tín hiệu tiềm tàng cho thấy việc áp dụng mật mã hậu lượng tử đã thất bại."
Điều này có nghĩa là đến khi mối đe dọa trở nên rõ ràng, thời gian để phản ứng có thể đã trôi qua.
Các nhà phát triển hiện đang đối mặt với câu hỏi liệu một mạng lưới được xây dựng để chống lại sự thay đổi phối hợp có thể phối hợp được bản nâng cấp bảo mật lớn nhất trong lịch sử của nó trước khi phần cứng bắt kịp lý thuyết hay không.
Lợi thế tám năm của Ethereum cho thấy câu trả lời đúng là nên bắt đầu ngay bây giờ. Văn hóa quản trị của Bitcoin lại cho thấy câu trả lời khả dĩ nhất là chờ đến khi mối đe dọa được chứng minh rõ ràng, rồi mới hành động.
Chỉ có một trong những câu trả lời đó là đúng nếu thời gian thực tế ngắn hơn so với dự đoán của những người lạc quan.
