Ngày Q đang đến gần: Ethereum có thể tồn tại trong trường hợp khẩn cấp lượng tử không?

Điện toán lượng tử có vẻ giống như khoa học viễn tưởng nhưng nó có thể đến sớm hơn dự kiến.

Vào ngày 11 tháng 1 năm 2024, Diễn đàn Kinh tế Thế giới đã xác định trí tuệ nhân tạo (AI) và điện toán lượng tử là những mối đe dọa mới nổi trong một báo cáo khám phá cách điện toán lượng tử có thể đe dọa bối cảnh công nghệ hiện tại.

Trong khi các nhà khoa học và nhà phát triển máy tính đồng ý rằng điện toán lượng tử vẫn sẽ mất vài năm để phát triển, nghiên cứu trong lĩnh vực này vẫn rất tích cực.

Trong khu vực công, tất cả các nước G7 đều tích cực tham gia vào các dự án điện toán lượng tử. Trong khu vực tư nhân, 7 trong số 10 công ty công nghệ hàng đầu đang “cạnh tranh công khai để giành quyền thống trị thị trường liên quan đến một số năng lực”, theo Quantum Resistance Ledger.

Vậy khi nào điện toán lượng tử sẽ trở nên đủ mạnh để đe dọa các hệ thống mật mã hiện đại, giống như các hệ thống bảo vệ tiền điện tử?

Theo báo cáo tháng 12 năm 2023 từ Reuters, Tilo Kunz, phó chủ tịch điều hành của công ty an ninh mạng Quantum Defen5e (QD5), đã nói với các quan chức tại Cơ quan Hệ thống Thông tin Quốc phòng rằng Q-day — ngày điện toán lượng tử có thể phá vỡ các tiêu chuẩn bảo mật hiện tại — có thể đến như sớm nhất là năm 2025.

Các tổ chức lớn trong thế giới tài chính đã nhận thấy điều này. Vào tháng 6 năm 2023, Ngân hàng Thanh toán Quốc tế đã bắt đầu “Dự án Bước nhảy vọt” nhằm mục đích phát triển hệ thống thanh toán bằng chứng lượng tử với Ngân hàng Pháp và Deutsche Bundesbank.

Vì vậy, với những dự báo đáng lo ngại và các ngân hàng trung ương đang nỗ lực bảo vệ các khoản thanh toán, ngành công nghiệp blockchain và tiền điện tử có thể chuẩn bị như thế nào cho ngày Q-day? Có ai chuẩn bị chưa?

Tại sao điện toán lượng tử lại nguy hiểm đối với blockchain?

David Chaum, một nhà khoa học máy tính nổi tiếng và là người sáng lập Mạng XX blockchain kháng lượng tử sau lượng tử, đã giải thích với Cointelegraph về cách điện toán lượng tử có thể “làm bốc hơi” một blockchain.

Điện toán lượng tử có thể làm tổn hại đến thuật toán SHA-256 – hàm băm mật mã đóng vai trò là bức tường phòng thủ chính để đảm bảo quyền truy cập vào các tài sản dựa trên blockchain như tiền điện tử.

Sau đó, máy tính lượng tử có thể phá vỡ sự đồng thuận của blockchain bằng cách tạo ra các tin nhắn giả mạo, có thể gây nhiễu giao thức đồng thuận. Châum nói:

Điện toán lượng tử có thể tiêu diệt các chuỗi khối hiện có bằng cách giả mạo chữ ký của các nút. Bạn có thể hạ chúng.

Họ cũng có thể dễ dàng bẻ khóa các khóa riêng tư, khiến tiền dễ bị đánh cắp.

Đề xuất của Vitalik Buterin để bảo vệ Ethereum

Vitalik Buterin, người đồng sáng lập mạng Ethereum , đã giới thiệu một giải pháp khả thi cho thách thức lượng tử của blockchain.

Vào ngày 9 tháng 3 năm 2024, Buterin đề xuất một giải pháp liên quan đến hard fork, mở ra một cuộc tranh luận về cách chuẩn bị blockchain cho trường hợp khẩn cấp lượng tử.

Buterin giải thích rằng máy tính lượng tử có thể bẻ khóa tài khoản Ethereum và tiết lộ khóa riêng chỉ bằng cách sử dụng khóa chung.

Như Buterin đã giải thích, các tài khoản Ethereum duy nhất an toàn trước một cuộc tấn công lượng tử sẽ là những ví chưa bao giờ hoàn thành giao dịch, vì chúng sẽ không để lộ khóa công khai của mình.

Tất nhiên, đây không phải là thực tế phổ biến đối với những người nắm giữ tiền điện tử, vì vậy gần như tất cả các ví sẽ gặp nguy hiểm.

Đối với Buterin, công nghệ cần thiết để giúp Ethereum miễn nhiễm với cuộc tấn công lượng tử có thể được phát triển vào “ngày mai”:

Chúng tôi đã sẵn sàng để tạo ra một bản recovery fork khá đơn giản nhằm giải quyết tình huống như vậy.

Giải pháp được đề xuất của Buterin dựa trên việc chứng minh quyền sở hữu tài sản tiền điện tử hoặc ví bằng cách áp dụng khóa dự phòng làm phương án dự phòng.

Khái niệm này được giới thiệu vào năm 2021 trên bài báo “W-OTS(+) up my Tay áo! Dự phòng an toàn ẩn cho ví tiền điện tử” của các nhà mật mã Chaum, Mario Larangeira, Mario Yaksetig và William Carter, người đã đề xuất cơ chế tạo khóa trong đó người dùng có thể tạo khóa dự phòng, được lồng an toàn bên trong khóa bí mật của sơ đồ chữ ký.

Trong trường hợp rò rỉ khóa bí mật, khóa dự phòng sẽ tạo ra bằng chứng về quyền sở hữu và phục hồi tiền của họ trong một chuỗi khối kháng lượng tử được cập nhật - về cơ bản thông qua một đợt phân nhánh cứng trong chuỗi khối.

Do đó, nếu trường hợp khẩn cấp lượng tử xuất hiện, người dùng sẽ tải xuống phần mềm ví mới và chứng minh quyền sở hữu của họ bằng dự phòng. Buterin đã đề cập đến việc chỉ “một số ít người dùng sẽ mất tiền” trong quy trình này.

Hard fork giả định sẽ đưa mạng Ethereum trở lại khối nơi xảy ra vụ trộm quy mô lớn.

Một sơ đồ minh họa về Đề xuất cải tiến Ethereum về mặt lý thuyết của Buterin. Nguồn: Nghiên cứu Ethereum

Ảnh hưởng của giải pháp lượng tử đến giá ETH

Chaum tuyên bố rằng giải pháp của Buterin không hoàn hảo và có thể tạo ra một số bất ổn cho người dùng Ethereum.

Như Chaum đã giải thích, nếu Ethereum không thực hiện cơ chế kháng lượng tử trước một cuộc tấn công lượng tử, giải pháp khẩn cấp do Buterin đề xuất sẽ buộc chuỗi phải được hoàn nguyên.

Nhà mật mã học giải thích rằng cần phải xây dựng một chuỗi mới với các biện pháp kháng lượng tử được tích hợp trong lõi của nó. Khi đạt được điều đó, tài sản có thể được chuyển sang ví mới trong chuỗi mới.

Trong quá trình này, chuỗi khối Ethereum sẽ cần phải tạm dừng trong một thời gian không xác định cho đến khi nó được khôi phục thành chuỗi khối kháng lượng tử mới. Chaum cho biết thủ tục này có thể mất nhiều năm.

Ông nói rằng không nên đánh giá thấp hậu quả của việc dừng đột ngột một trong những blockchain hoạt động tích cực nhất, đồng thời cho rằng nó có thể là một thảm họa.

Sẽ có một khoảng cách thời gian lớn. Tôi không chắc giá Ether có vượt qua được khoảng trống đó hay không.

John Woods, giám đốc công nghệ của Algorand Foundation, nói với Cointelegraph rằng, trong khi ông tin Buterin là “siêu năng lực”, ông cảm thấy Ethereum có thể tiến thêm một bước: “Rõ ràng là bài đăng này thể hiện một kế hoạch hành động khẩn cấp chứ không phải một kế hoạch hành động khẩn cấp.” sự chuyển đổi tao nhã sang kỷ nguyên mật mã hậu lượng tử cho Ethereum.”

Algorand đã triển khai cơ chế hậu lượng tử bằng cách sử dụng chữ ký “Falcon”, một trong ba thuật toán ký được Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia chọn để tiêu chuẩn hóa.

Woods khuyến khích Ethereum áp dụng Falcon để thúc đẩy khả năng tương tác vì việc triển khai nó “không giới hạn ở Algorand và có tiềm năng áp dụng bởi nhiều công nghệ sổ cái phân tán, chuỗi khối và các hệ thống liên quan khác”.

Ethereum dường như đã thiết lập một giao thức khẩn cấp để tồn tại nếu phát hiện ra trường hợp khẩn cấp lượng tử.

Tuy nhiên, giải pháp khẩn cấp có những cảnh báo nghiêm trọng, điều này sẽ khiến cộng đồng nhà phát triển Ethereum tập trung cao độ vào việc phát triển các biện pháp kháng lượng tử trước khi Q-day đến.

Cointelegraph Team