Trước rủi ro bị máy tính lượng tử bẻ khóa, cộng đồng Bitcoin gần đây đã xuất hiện hai giải pháp phòng thủ lớn. Lightning Labs ra mắt công cụ cứu hộ có thể chứng minh quyền sở hữu mà không làm lộ hạt giống; StarkWare thì đề xuất phương án QSB.
An toàn tài sản dưới mối đe dọa lượng tử: Thách thức sinh tồn của công nghệ mã hóa hiện có
Thuật toán chữ ký số chữ ký số vi sai đường cong elip (ECDSA) và chữ ký Schnorr mà Bitcoin ( $BTC ) hiện đang dựa vào đang đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ các máy tính lượng tử quy mô lớn trong tương lai. Nếu máy tính lượng tử có thể chạy thuật toán Shor, chúng sẽ có khả năng bẻ khóa công nghệ mã hóa hiện có, từ đó cho phép kẻ tấn công suy ngược khóa riêng từ thông tin công khai trên blockchain và chiếm đoạt tiền.
Cộng đồng nhà phát triển đã thảo luận về rủi ro này nhiều năm, từng đưa ra một phương án nâng cấp “phanh khẩn cấp” mang tính cực đoan, bằng cách vô hiệu hóa hệ thống chữ ký hiện có để phòng thủ trước các cuộc tấn công. Tuy nhiên, biện pháp bảo vệ này có tác dụng phụ: nó sẽ khiến người dùng có vốn chưa di chuyển bị chặn ngoài hệ thống, dẫn đến hàng triệu ví (bao gồm các ví Taproot hiện đại) bị khóa vĩnh viễn do thiếu cơ chế xác thực dự phòng.
- Tin liên quan: Google cảnh báo bẻ khóa Bitcoin bằng lượng tử trong 9 phút! CZ của Binance, chuyên gia lượng tử: cấp bách nhưng không cần hoảng sợ
Công cụ cứu hộ ra đời? Cơ chế chứng minh quyền sở hữu ví mà không tiết lộ hạt giống
Giám đốc công nghệ của Lightning Labs, Olaoluwa “Roasbeef” Osuntokun, vào hôm qua (4/9) đã công bố một công cụ nguyên mẫu trên danh sách email dành cho nhà phát triển Bitcoin, nhằm cung cấp cho người dùng một lối thoát để rút tài sản. Hệ thống này** được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đó của Osuntokun về chữ ký kháng lượng tử, cho phép người dùng chứng minh rằng họ sở hữu quyền sở hữu của ví mà không cần lộ hạt giống gốc (Seed).**
Công cụ này thiết lập liên kết toán học giữa ví và hạt giống sinh ra gốc, đảm bảo rằng quá trình cứu hộ của một ví duy nhất sẽ không đe dọa đến sự an toàn của các ví khác được tạo ra từ cùng một bộ hạt giống. Cơ chế này mang đến cho mạng Bitcoin một phương thức ủy quyền dự phòng; trong môi trường khắc nghiệt nơi chữ ký số truyền thống bị vô hiệu hóa hoặc bị cấm, nó trao cho người dùng quyền lấy lại tài sản.
Theo kết quả thử nghiệm thực tế, nguyên mẫu này chạy trên máy MacBook hiệu năng cao, quá trình tạo bằng chứng mất khoảng 55 giây, còn quá trình xác minh thì ít hơn 2 giây. Kích thước tệp bằng chứng được tạo ra khoảng 1.7 MB, gần bằng kích thước của một bức ảnh độ phân giải cao. Mặc dù hệ thống hiện vẫn ở giai đoạn nguyên mẫu chưa được tối ưu hóa và chưa được tích hợp vào phần mềm ví phổ biến, nó đã thành công lấp đầy khoảng trống kỹ thuật mà cộng đồng đã thảo luận từ lâu.
Phương án này chuyển cách chứng minh từ “tôi có thể thực hiện chữ ký số” sang “tôi có thể chứng minh ví này được tạo từ hạt giống của tôi”, đồng thời tránh rủi ro đóng băng tài sản do nâng cấp khẩn cấp giao thức, trong khi vẫn đảm bảo an toàn.
Giải pháp giao dịch kháng lượng tử không cần thay đổi giao thức cốt lõi
Ngoài công cụ cứu hộ cho ví, nhà phát triển StarkWare là Avihu Levy cũng vào hôm qua (4/9) đã đưa ra nghiên cứu có tên “Bitcoin An toàn Lượng tử” (Quantum Safe Bitcoin, viết tắt QSB).
Nguồn ảnh: Github Avihu Levy, nhà phát triển StarkWare, đã đưa ra nghiên cứu có tên “Bitcoin An toàn Lượng tử” (Quantum Safe Bitcoin, viết tắt QSB)
Đề xuất này cho rằng, mà không thay đổi các quy tắc đồng thuận cốt lõi của Bitcoin hoặc thực hiện hard fork mềm, có thể đạt được các giao dịch có khả năng kháng lượng tử. Trọng tâm kỹ thuật của QSB là chuyển giả định về an toàn từ đường cong elip sang khả năng chống lại ảnh trước của hàm băm (Hash Pre-image Resistance). Do máy tính lượng tử khi bẻ khóa hàm băm chỉ có năng lực tăng tốc hữu hạn, kiến trúc này có thể chống lại hiệu quả các cuộc tấn công lượng tử, đồng thời duy trì biên an toàn khoảng 118 bit.
QSB nhúng một câu đố “chuyển từ hàm băm sang chữ ký” trong giới hạn script hiện có của Bitcoin, đồng thời sử dụng các hàm như RIPEMD-160 để xây dựng một cơ chế xác thực. Người dùng cần tìm các tham số giao dịch cụ thể để thỏa mãn điều kiện chứng minh bằng hàm băm; quá trình này tương tự một dạng chứng minh công việc quy mô nhỏ, với xác suất thành công vào khoảng 70.4 phần tỷ.
Nguồn ảnh: Github Nguyên lý vận hành của QSB
Theo ước tính nghiên cứu, chi phí để tạo các giao dịch dạng này bằng GPU đám mây khoảng từ 75 đến 150. Mặc dù giao dịch QSB do quá cồng kềnh nên không thể lan truyền qua các nút chuẩn, chúng cần được gửi trực tiếp cho thợ đào thông qua các dịch vụ như Slipstream, nhưng nó cho thấy rằng Bitcoin vẫn có sự linh hoạt để ứng phó với các thách thức công nghệ trong tương lai mà không cần thay đổi các quy tắc hiện có.
Đánh giá cơ chế phòng thủ và mức độ phổ biến trên thị trường
Việc phổ biến các công nghệ phòng thủ lượng tử vẫn cần vượt qua các cân nhắc về chi phí và hiệu năng. Các chữ ký kháng lượng tử thường chiếm dung lượng khối lớn hơn, điều này sẽ khiến phí giao dịch tăng lên. Hiện vẫn còn nhiều bất đồng trong thị trường về tiến độ nâng cấp lượng tử của Bitcoin.
Trên nền tảng dự đoán Polymarket, các nhà giao dịch cho rằng xác suất các đề xuất nâng cấp kháng lượng tử của Bitcoin (như BIP-360) được chấp nhận trước năm 2027 là 26%. Mặc dù giới học thuật vẫn tranh luận về thời điểm xuất hiện các cuộc tấn công lượng tử quy mô lớn, các công cụ cứu hộ và đề xuất giao dịch xuất hiện gần đây đã cải thiện đáng kể độ bền của mạng trước rủi ro tương lai.
Nguồn ảnh: Polymarket Nhà giao dịch cho rằng xác suất các đề xuất nâng cấp kháng lượng tử của Bitcoin (như BIP-360) được chấp nhận trước năm 2027 là 26%
Thông qua việc phát triển các nguyên mẫu phòng thủ này, cộng đồng Bitcoin đang dần xây dựng cầu nối giữa lý thuyết và ứng dụng thực tế. Nguyên mẫu cứu hộ của Osuntokun và phương án QSB của Levy mang đến các lựa chọn phòng thủ đa dạng cho người dùng với các nhu cầu khác nhau. Khi tài nguyên tính toán được tối ưu hóa và công nghệ tạo bằng chứng tiến bộ, các công cụ này trong tương lai có thể trở nên nhẹ hơn và dễ được đại chúng sử dụng. Đối với hệ sinh thái Bitcoin, việc tiếp tục nghiên cứu phát triển nhiều phương án dự phòng lượng tử khác nhau là một bố cục cần thiết để duy trì giá trị lâu dài của “vàng kỹ thuật số”. Trước khi mối đe dọa thực sự đến, các kho dự trữ kỹ thuật phòng ngừa này sẽ trở thành hào lũy mấu chốt để bảo vệ tài sản của người dùng khỏi bị thời đại đào thải.
