Máy tính lượng tử đối với Bitcoin: Hiện tại không cần quá lo lắng

Máy tính lượng tử có thể gây ra cú đánh chết người cho Bitcoin không? Chủ đề này luôn gây ra những cuộc thảo luận và lo ngại rộng rãi theo chu kỳ. Gần đây, bộ xử lý lượng tử Willow do Google phát hành lại thu hút sự chú ý của mọi người. Sau khi nghiên cứu, chúng tôi đã đưa ra kết luận sau:

• Willow thực sự đã đạt được tiến bộ lớn.
• Nhưng hiện tại người dùng Bitcoin vẫn không cần quá lo lắng

Giao thức Bitcoin có thể được đơn giản hóa thành hai phần cốt lõi: khai thác dựa trên băm và chữ ký giao dịch dựa trên đường cong ellip. Cả hai phần này lý thuyết đều có thể bị ảnh hưởng bởi máy tính lượng tử, lần lượt thông qua thuật toán Grover và thuật toán Shor.

Tuy nhiên, "khả năng tính toán" của Willow hiện vẫn chưa đủ để tạo ra ảnh hưởng thực chất đến hai phần này. Để tấn công hệ thống băm và chữ ký của Bitcoin trong khoảng thời gian hợp lý, cần khoảng vài nghìn bit lượng tử logic. Và tùy thuộc vào quy trình khác nhau, có thể cần vài nghìn bit lượng tử vật lý để mã hóa thành 1 bit lượng tử logic.

Điều này có nghĩa là để tấn công mạng Bitcoin có thể cần hàng triệu bit lượng tử vật lý. Trong khi đó, Willow chỉ có 105 bit lượng tử vật lý, còn rất xa mới trở thành mối đe dọa thực sự.

Giả sử có một ngày sức mạnh tính toán của máy tính lượng tử đủ để đe dọa mạng lưới Bitcoin, điều gì sẽ xảy ra? Đối với việc khai thác, ảnh hưởng tương đối hạn chế. Thuật toán Grover chỉ đơn giản là tăng tốc quá trình tính toán, không phá vỡ quy luật bản chất của hàm băm, vẫn cần một lượng lớn tính toán để tìm ra giá trị hàm băm cần thiết. Có thể hiểu rằng đã xuất hiện một loại thiết bị khai thác hiệu quả mới trên thị trường.

Trong việc ký tên địa chỉ, một số địa chỉ thực sự cần cảnh giác, bao gồm các phương thức dựa trên khóa công khai như P2PK cổ điển và P2TR mới nhất. Trong khi đó, các hình thức dựa trên hàm băm như P2PKH, P2SH, P2WPKH, P2WSH tương đối an toàn hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc sử dụng lại các địa chỉ này cũng có thể làm lộ khóa công khai, từ đó gây ra rủi ro tiềm ẩn.

Các nhà phát triển không phải là không có hành động. Bitcoin đã liên tục tiến hóa và trong tương lai có thể sẽ giới thiệu các giải pháp như chữ ký Lamport dựa trên hàm băm. Trong cộng đồng đã có nhiều cuộc thảo luận, bao gồm cả ứng dụng trong quản lý trạng thái. Ngoài ra, còn có khả năng giới thiệu các thuật toán chống lượng tử dựa trên mật mã lưới, tất cả đều có thể được kích hoạt thông qua phân nhánh mềm.

Ngoài việc nâng cấp công nghệ, thói quen sử dụng tốt cũng có thể phòng ngừa hiệu quả mối đe dọa từ Máy tính lượng tử. Ví dụ, mỗi lần giao dịch nên thay đổi địa chỉ nhận (mỗi lần một bí mật), thay vì sử dụng lại cùng một địa chỉ. Hơn nữa, trước khi Máy tính lượng tử trở thành mối đe dọa nghiêm trọng, việc chuyển tài sản vào địa chỉ chứng kiến cách ly tương đối an toàn hơn cũng là một quyết định khôn ngoan.

Các mạng blockchain khác, như Ethereum, cũng đang tích cực thảo luận về các giải pháp mật mã hậu lượng tử, những thiết kế này có thể được giới thiệu thông qua cách phân tách cứng.

Cần chỉ ra rằng sự xuất hiện của máy tính lượng tử không chỉ ảnh hưởng đến tiền điện tử mà còn tác động đến nhiều lĩnh vực quan trọng khác như hệ thống tài chính truyền thống, hệ thống quốc phòng, và thông tin liên lạc bí mật.

Tóm lại:

• Trong thời gian ngắn, mối đe dọa của máy tính lượng tử đối với Bitcoin và các mạng blockchain khác vẫn chưa đáng lo ngại.
• Nhưng người dùng nên hình thành thói quen sử dụng tốt và liên tục theo dõi sự tiến bộ của công nghệ tính toán lượng tử.