Mối đe dọa lượng tử với Bitcoin trở thành tâm điểm tại hội nghị Ethereum

Tại hội nghị nhà phát triển Ethereum năm nay, ETH Denver, trọng tâm thảo luận xoay quanh việc xây dựng sản phẩm trong giai đoạn thị trường suy giảm và khai thác blockchain để tăng cường sức mạnh cho các AI agent. Tuy nhiên, một phiên thảo luận chuyên sâu đã đặt ra câu hỏi then chốt: liệu nền tảng mật mã của Bitcoin có thể đứng vững trong kỷ nguyên hậu máy tính lượng tử hay không.

Trên sân khấu tuần này, các chuyên gia tập trung vào kịch bản thực tế nhất: thành phần nào của hệ mật mã Bitcoin có nguy cơ bị phá vỡ trước tiên. Theo Hunter Beast — đồng tác giả đề xuất BIP 360 nhằm giải quyết rủi ro lượng tử cho blockchain — sự nhầm lẫn thường bắt đầu từ cách hiểu sai về thuật toán băm của Bitcoin.

Ông cho biết các thuật toán băm như SHA-256 hiện vẫn được xem là cực kỳ khó bị phá vỡ, ngay cả với những máy tính lượng tử lý tưởng và quy mô lớn nhất có thể hình dung. Về mặt lý thuyết, cần tới một máy tính lượng tử có quy mô “lớn hơn cả Mặt Trăng” mới đủ khả năng bẻ khóa hệ mật mã băm 256-bit bằng thuật toán Grover.

Thuật toán Grover, do nhà khoa học máy tính Lov Grover phát triển năm 1996, còn được gọi là thuật toán tìm kiếm lượng tử. Nó giúp tăng tốc quá trình dò brute-force, qua đó làm suy giảm mức bảo mật hiệu dụng của các hàm băm như SHA-256. Tuy nhiên, theo Beast, đây không phải mối đe dọa cấp bách trong 5 năm tới.

Thay vào đó, rủi ro gần hơn nằm ở cơ chế chữ ký số — khu vực chịu tác động trực tiếp từ thuật toán Shor. Thuật toán này do nhà toán học Peter Shor công bố năm 1994, được thiết kế để tấn công nền tảng toán học của mật mã khóa công khai. Bitcoin hiện sử dụng mật mã đường cong elliptic cho chữ ký số, và về mặt lý thuyết, Shor có thể suy ngược khóa riêng từ khóa công khai nếu máy tính lượng tử đủ mạnh.

Alex Pruden, CEO công ty an ninh blockchain Project Eleven, giải thích hệ quả của kịch bản này: quyền sở hữu Bitcoin hoàn toàn dựa trên khả năng tạo chữ ký số hợp lệ. Nếu thuật toán Shor được triển khai ở quy mô đủ lớn, chỉ cần biết khóa công khai — vốn được thiết kế để có thể chia sẻ — cũng đủ để suy ra khóa riêng. Khi đó, kẻ tấn công có thể chiếm quyền kiểm soát tài sản.

Hiện tại, năng lực phần cứng vẫn chưa đạt tới ngưỡng đó. Tuy nhiên, Pruden lưu ý các bước tiến gần đây trong lĩnh vực lượng tử của Google và IBM cho thấy tốc độ phát triển đang tăng nhanh. Cuối năm 2024, Google công bố máy tính lượng tử Willow đạt được hiệu chỉnh lỗi dưới ngưỡng — một cột mốc kỹ thuật quan trọng, chứng minh hệ thống lượng tử có thể mở rộng quy mô thực tế.

Trước nguy cơ dài hạn, ngành crypto đang tăng tốc chuẩn bị. Ethereum Foundation đã thành lập nhóm chuyên trách bảo mật hậu lượng tử, trong khi Coinbase tổ chức hội đồng cố vấn để nghiên cứu rủi ro lượng tử đối với Bitcoin và các tài sản số khác. CEO Brian Armstrong cho rằng vấn đề này “có thể giải quyết được”, dù giới nghiên cứu vẫn còn tranh luận về mức độ cấp bách.

Các ước tính về quy mô phần cứng cần thiết để phá vỡ cơ chế chữ ký của Bitcoin cũng đang thay đổi nhanh. Năm 2021, nhiều nghiên cứu cho rằng cần khoảng 20 triệu qubit. Gần đây, một nhóm tại Iceberg Quantum cho rằng con số này có thể giảm xuống còn khoảng 100.000 qubit.

Rủi ro phơi lộ đã tồn tại ngay từ bây giờ. Theo danh sách “Bitcoin Risq List” do Project Eleven theo dõi, hơn 6,9 triệu coin đang nằm trong các địa chỉ đã lộ khóa công khai, trong đó có khoảng 1,7 triệu coin được khai thác từ giai đoạn đầu của mạng lưới. Ước tính khoảng một phần ba tổng cung có thể dễ bị tổn thương trước kiểu tấn công gọi là “long exposure attack”.

Isabel Foxen Duke — đồng tác giả BIP 360 — nhấn mạnh rằng thách thức không chỉ nằm ở kỹ thuật. Việc “gia cố lượng tử” cho Bitcoin còn liên quan đến vấn đề quản trị và đồng thuận cộng đồng. Một số địa chỉ cũ có thể sẽ không bao giờ chuyển sang chuẩn an toàn lượng tử, bao gồm cả các ví được cho là thuộc về Satoshi Nakamoto.

Bà cho biết đã có đề xuất đóng băng toàn bộ coin của Satoshi và các địa chỉ dạng pay-to-public-key. Đây là phương án gây tranh cãi lớn, phức tạp về mặt chính trị và cực kỳ khó đạt đồng thuận toàn mạng lưới.

Foxen Duke cảnh báo rằng nếu máy tính lượng tử thực dụng xuất hiện trước khi cộng đồng đạt được đồng thuận về lộ trình di chuyển sang địa chỉ an toàn lượng tử, hậu quả có thể mang tính hủy diệt. Trong kịch bản hàng triệu Bitcoin bị khai thác và tung ra thị trường chỉ trong vài giờ, cú sốc cung có thể phá hủy niềm tin vào toàn bộ mạng lưới — bất kể các giải pháp mật mã hậu lượng tử đã sẵn sàng hay chưa.

• Giá Bitcoin trở lại 69.000 đô la khi các trader nhỏ lẻ gây áp lực lên vị thế short
• Ý tưởng Bitcoin “an toàn trước lượng tử” này loại bỏ key-path của Taproot, chấp nhận phí cao hơn

Thạch Sanh