Các nhà nghiên cứu tìm ra cách bảo vệ Bitcoin khỏi máy tính lượng tử mà không cần fork

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Úc (UNSW) và công ty phần mềm bảo mật Blockchain đã đề xuất một phương pháp mới để bảo vệ Bitcoin trước mối đe dọa từ máy tính lượng tử mà không cần phải thực hiện một đợt fork (chia tách) mạng lưới gây tranh cãi.

Trong một bài báo nghiên cứu được đăng tải trên arXiv, nhóm nghiên cứu đã phác thảo một giao thức mới có tên là “Bitcoin Post-Quantum”, hay BPQ. Giao thức này được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử trong tương lai, vốn có khả năng phá vỡ các thuật toán mã hóa bất đối xứng hiện tại mà Bitcoin và nhiều hệ thống tài chính khác đang sử dụng.

Mối đe dọa lượng tử đối với Bitcoin

Máy tính lượng tử, với sức mạnh tính toán vượt trội, có thể giải quyết các bài toán phức tạp mà máy tính cổ điển không thể. Điều này đặt ra mối đe dọa hiện hữu đối với mật mã khóa công khai, nền tảng của Bitcoin. Cụ thể, thuật toán chữ ký số đường cong elliptic (ECDSA) mà Bitcoin sử dụng có thể bị phá vỡ bởi thuật toán Shor chạy trên một máy tính lượng tử đủ mạnh. Nếu điều này xảy ra, kẻ tấn công có thể giả mạo chữ ký và chiếm đoạt tiền của người dùng.

Trước đây, nhiều giải pháp được đề xuất thường liên quan đến việc thay đổi giao thức cốt lõi của Bitcoin thông qua một đợt fork cứng, điều này có thể gây ra sự chia rẽ trong cộng đồng và tạo ra các chuỗi cạnh tranh, như đã từng xảy ra với Bitcoin Cash.

Giải pháp BPQ: Bảo vệ mà không cần chia tách

Giải pháp BPQ mà nhóm nghiên cứu đề xuất nhằm tránh được vấn đề này. Thay vì thay thế hoàn toàn ECDSA, BPQ hoạt động như một lớp bảo mật bổ sung. Nó cho phép người dùng thêm một chữ ký lượng tử an toàn (dựa trên các thuật toán hậu lượng tử) vào bên cạnh chữ ký ECDSA thông thường trong mỗi giao dịch.

“Giao thức của chúng tôi cho phép người dùng bảo vệ tiền của họ khỏi các cuộc tấn công lượng tử mà không cần thay đổi giao thức Bitcoin hiện có,” các tác giả viết trong bài báo. “Điều này đạt được bằng cách yêu cầu cả chữ ký ECDSA và chữ ký hậu lượng tử để chi tiêu từ một địa chỉ được bảo vệ.”

Về cơ bản, nếu một máy tính lượng tử trong tương lai có thể phá vỡ ECDSA, nó vẫn không thể chi tiêu số Bitcoin đó vì thiếu chữ ký hậu lượng tử an toàn. Người dùng có thể chọn nâng cấp địa chỉ của mình lên BPQ, và các địa chỉ cũ không được bảo vệ vẫn có thể hoạt động bình thường, đảm bảo khả năng tương thích ngược.

Thách thức và triển khai

Tuy nhiên, giải pháp này không phải không có thách thức. Việc thêm một chữ ký hậu lượng tử sẽ làm tăng đáng kể kích thước của mỗi giao dịch, có thể ảnh hưởng đến phí giao dịch và khả năng mở rộng của mạng lưới. Các thuật toán hậu lượng tử cũng thường phức tạp và đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán hơn so với ECDSA.

Nhóm nghiên cứu thừa nhận rằng BPQ vẫn chỉ là một đề xuất lý thuyết và cần được phân tích kỹ lưỡng hơn, kiểm tra bảo mật, và quan trọng nhất là sự chấp nhận của cộng đồng Bitcoin rộng lớn. Việc triển khai sẽ đòi hỏi sự hỗ trợ từ các nhà phát triển ví, sàn giao dịch và các dịch vụ liên quan đến Bitcoin.

Nghiên cứu này làm nổi bật một nỗ lực chủ động trong cộng đồng tiền mã hóa để giải quyết một mối đe dọa tiềm tàng từ tương lai. Trong khi máy tính lượng tử đủ mạnh để đe dọa Bitcoin có thể còn nhiều năm nữa mới xuất hiện, việc chuẩn bị từ bây giờ là rất quan trọng để đảm bảo sự tồn tại lâu dài của tài sản kỹ thuật số hàng đầu thế giới.