Mối đe dọa lượng tử: Có thể Bitcoin bị phá vỡ?

Hàm băm SHA-256 của Bitcoin vẫn tương đối an toàn trước các cuộc tấn công lượng tử, nhưng chữ ký ECDSA có thể bị phá vỡ hoàn toàn khi các máy lượng tử quy mô lớn tồn tại.

Các chuyên gia không đồng ý về thời gian: một số người nói rằng các mối đe dọa lượng tử có thể không đến trước năm 2035, trong khi những người khác cảnh báo rằng nó có thể đến sớm nhất là từ 2027–2030.

Các nhà phát triển đang chuẩn bị với kế hoạch di chuyển từng giai đoạn đến chữ ký hậu lượng tử, nhưng sự chậm trễ trong hành động tạo ra rủi ro lớn hơn cả máy tính lượng tử.

SHA-256, ECDSA VÀ CÁC HẠN CHẾ CỦA CÁC MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ HIỆN NAY

Nền tảng bảo mật của Bitcoin là hai thuật toán: hàm băm SHA-256 và chữ ký đường cong elliptic ECDSA. SHA-256 bảo vệ tính bất biến của blockchain, trong khi ECDSA là chìa khóa để xác thực giao dịch và chuyển tiền. Trong thế giới của máy tính cổ điển, cả hai đều được coi là gần như không thể bị bẻ gãy. Nhưng máy tính lượng tử là thách thức thực sự đầu tiên đối với giả định này.

Về lý thuyết, thuật toán Shor có thể giải quyết vấn đề logarithm rời rạc đường cong elip nhanh hơn theo cấp số nhân, khiến việc lấy khóa riêng từ khóa công khai trở nên khả thi. Khi một kẻ tấn công sở hữu máy tính lượng tử đủ mạnh, họ có thể làm giả chữ ký và đánh cắp tài sản. Trong khi đó, thuật toán Grover có thể giảm tìm kiếm brute force SHA-256 từ 2^256 xuống 2^128, vẫn rất lớn nhưng không còn vượt quá tầm với trong dài hạn.

Tuy nhiên, thực tế vẫn còn kém lý thuyết. Các bộ vi xử lý tốt nhất hiện nay chỉ có hơn một nghìn qubit. Để phá vỡ ECDSA 256 bit sẽ cần hàng triệu qubit. Nghiên cứu cho thấy việc bẻ khóa một khóa riêng trong một ngày yêu cầu khoảng 13 triệu qubit, và trong một giờ cần hơn 300 triệu qubit. So với chip Condor 1.000 qubit của IBM, khoảng cách là bốn bậc số học.

Hiện tại, Bitcoin vẫn an toàn. Mối đe dọa lượng tử vẫn là một đám mây xa trên đường chân trời. Không ai có thể nói khi nào nó sẽ đến, nhưng mọi người đều biết rằng một khi nó đến, câu chuyện an ninh của Bitcoin sẽ thay đổi mãi mãi.

CUỘC TRANH LUẬN VỀ THỜI GIAN: 2030 HAY SAU NÀY?

Không có thỏa thuận về thời điểm mà máy tính lượng tử sẽ trở thành một mối đe dọa thực sự. Những tiếng nói bảo thủ cho rằng ít nhất còn một thập kỷ nữa. Vào năm 2021, NSA đã nói rõ: không biết khi nào, hoặc thậm chí nếu, một máy lượng tử đủ mạnh để phá vỡ mã hóa hiện tại sẽ tồn tại. Nếu điều này là đúng, Bitcoin có thời gian để chuẩn bị.

Nhưng những dự đoán quyết liệt chỉ ra một khoảng thời gian gần hơn. Một số nhà nghiên cứu cho rằng vào năm 2027–2030, những cỗ máy có khả năng đe dọa Bitcoin có thể xuất hiện. Tiến bộ trong việc sửa lỗi và các qubit hình học có thể rút ngắn thời gian dự kiến ​​xuống vài năm hoặc thậm chí hàng thập kỷ. "Đặc điểm lượng tử" có thể đến sớm hơn nhiều người nghĩ.

Điều này tạo ra một tình huống tiến thoái lưỡng nan. Chuyển đổi quá sớm sang các thuật toán hậu lượng tử sẽ làm tăng chi phí và giảm hiệu quả. Chờ đợi quá lâu có nguy cơ dẫn đến sự sụp đổ đột ngột khi sức mạnh lượng tử xuất hiện. Do đó, năm 2030 đã trở thành năm thỏa hiệp. Đến thời điểm đó, Bitcoin nên hoàn tất một lộ trình di chuyển sang chữ ký an toàn với lượng tử.

Đối với các nhà đầu tư, mốc thời gian này rất quan trọng. Nếu bạn coi công nghệ lượng tử còn xa vời, Bitcoin vẫn là "vàng kỹ thuật số". Nếu bạn tin rằng nó đến gần, thì việc giữ ký quỹ, lưu trữ và chiến lược phải được điều chỉnh ngay bây giờ.

XÂY DỰNG BITCOIN CHỊU ĐƯỢC QUANH

Các nhà phát triển đã bắt đầu lập kế hoạch. Giải pháp trực tiếp là thay thế ECDSA bằng chữ ký hậu lượng tử. NIST đã chọn CRYSTALS-Dilithium, Falcon và SPHINCS+ làm tiêu chuẩn đầu tiên. Các sơ đồ lưới, hàm băm và chữ ký một lần này đều chống lại các cuộc tấn công lượng tử đã biết.

Vào năm 2025, một dự thảo BIP đã đề xuất một kế hoạch di chuyển theo từng giai đoạn: trước tiên hạn chế việc sử dụng địa chỉ cũ, sau đó đóng băng các đầu ra dựa trên ECDSA, và cuối cùng tạo ra một con đường phục hồi cho các coin bị mất. Toàn bộ quá trình dự kiến sẽ hoàn tất vào khoảng năm 2030.

Có những con đường khác. Một số đề xuất các hướng dẫn kịch bản mới để cho phép chữ ký một lần an toàn với lượng tử tự nguyện. Những người khác đề xuất nâng cấp việc trao đổi khóa Lightning Network.

Các phương pháp thực tiễn tốt nhất cũng giúp ích. Tránh việc tái sử dụng địa chỉ, phân tán quỹ qua các địa chỉ chưa sử dụng, và rút ngắn thời gian phơi bày khóa công khai. Kho bạc của El Salvador đã chia Bitcoin của mình thành hơn mười địa chỉ, mỗi địa chỉ dưới 500 BTC, như một bước phòng thủ trước những mối đe dọa lượng tử trong tương lai.

Sức mạnh của Bitcoin là cộng đồng của nó. Các nhà phát triển, thợ mỏ, công ty và người nắm giữ cùng nhau có thể xây dựng sự đồng thuận cần thiết cho một bản nâng cấp an toàn.

NẾU QUANTUM PHÁ VỠ BITCOIN

Nếu Bitcoin gặp một cuộc tấn công lượng tử mạnh trước khi nâng cấp, kết quả có thể sẽ rất thảm khốc. Trên chuỗi, bất kỳ địa chỉ nào có khóa công khai lộ ra sẽ bị rút cạn. Khoảng một phần tư tất cả UTXO đang trong trạng thái này, bao gồm nhiều "coin ngủ" cũ. Chúng sẽ bị đánh cắp qua đêm.

Sự đồng thuận cũng sẽ bị ảnh hưởng. Một thợ mỏ lượng tử sử dụng thuật toán Grover có thể đạt được tốc độ tăng trưởng bậc hai trong Proof-of-Work. Với điều đó, họ có thể thống trị sức mạnh băm và thực hiện các cuộc tấn công 51%: chi tiêu gấp đôi, kiểm duyệt giao dịch, hoặc viết lại lịch sử.

Thị trường sẽ phản ứng ngay lập tức. Giá trị của Bitcoin được xây dựng trên sự tin tưởng vào tính không thay đổi của nó. Nếu điều đó biến mất, giá sẽ sụp đổ theo. Các sàn giao dịch và dịch vụ thanh toán có thể dừng lại, sự hoảng loạn sẽ lan rộng trong lĩnh vực tiền điện tử, và tràn vào hệ thống tài chính rộng lớn hơn.

Cộng đồng có thể thử một hard fork sang một chuỗi an toàn lượng tử và đóng băng các coin bị đánh cắp. Nhưng sự đồng thuận toàn cầu nhanh chóng là điều khó khăn, và các hard fork có nguy cơ chia tách mạng lưới. Thực tế, mối đe dọa không phải là máy tính lượng tử mà là sự chậm trễ trong việc hành động trước khi nó đến.

Quantum không phải là ngày tận thế của Bitcoin. Sự chậm trễ và sự tự mãn mới là.

〈Mối đe dọa lượng tử: Bitcoin có thể bị phá vỡ?〉Bài viết này được phát hành lần đầu tiên trên《CoinRank》。