Google cảnh báo: Máy tính lượng tử có thể phá vỡ Bitcoin sớm hơn dự kiến
Các nhà nghiên cứu của Google vừa công bố một báo cáo gây chấn động, cho thấy việc phá vỡ các hệ thống mật mã nền tảng của Bitcoin và hầu hết tiền điện tử sẽ cần ít tài nguyên lượng tử hơn so với các tính toán trước đây. Điều này đồng nghĩa với việc rủi ro về tác động của điện toán lượng tử có thể đến sớm hơn dự kiến, buộc cộng đồng công nghệ phải đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang các tiêu chuẩn bảo mật hậu lượng tử.
Trong báo cáo được công bố vào ngày 30 tháng 3, Google Quantum AI nhấn mạnh: "Chúng tôi muốn nâng cao nhận thức về vấn đề này và đang cung cấp cho cộng đồng các khuyến nghị để nâng cao bảo mật trước khi rủi ro ập đến." Đây là một lời cảnh tỉnh quan trọng cho ngành công nghiệp tiền mã hóa, vốn đang phụ thuộc nhiều vào các thuật toán mật mã truyền thống.
Cách điện toán lượng tử 'bẻ khóa' Bitcoin
Bitcoin sử dụng thuật toán chữ ký số mật mã đường cong Elliptic (ECDSA) để thiết kế Private Key (khóa riêng tư) và Public Key (khóa công khai). Tiền đề bảo mật của ECDSA dựa trên bài toán nổi tiếng Logarit Rời Rạc Đường Cong Elliptic, theo đó từ khóa công khai, không thể tìm được khóa riêng tư. Do đó, việc làm giả chữ ký hoặc cố gắng bẻ khóa để truy cập vào ví Bitcoin gần như không thể với công nghệ hiện tại.
Tuy nhiên, hai thuật toán lượng tử là Shor và Grover lại có khả năng làm suy yếu sức mạnh của cơ chế bảo mật này. Trước đây, để thực hiện điều này cần rất nhiều thời gian và sức mạnh tính toán, nhưng nghiên cứu mới của Google cho thấy các triển khai tối ưu hóa thuật toán Shor có thể sử dụng ít hơn 1.200 qubit logic và hàng chục triệu phép toán cổng lượng tử.
Trong một cấu hình khác, nhóm nghiên cứu báo cáo rằng một phép tính tương tự có thể đạt được với số lượng qubit nhiều hơn một chút nhưng số phép toán cổng ít hơn. Những cải tiến này giúp giảm đáng kể tổng tài nguyên tính toán cần thiết so với trước đây. Ước tính các phép tính như vậy có thể chạy trên ít hơn 500.000 qubit vật lý theo các giả định tiêu chuẩn về sửa lỗi và hiệu năng phần cứng, cho phép cuộc tấn công được hoàn thành trong vài phút trên một hệ thống lượng tử đủ tiên tiến.
Tác động của cảnh báo Google đến Bitcoin và tiền mã hóa
Báo cáo của Google đã gây ra những phản ứng mạnh mẽ trong ngành công nghiệp tiền mã hóa. Theo CoinDesk, giá Bitcoin đã có nhịp sập mạnh từ 68.000 USD xuống 66.000 USD ngay sau khi thông tin được công bố. Tuy nhiên, cộng đồng sau đó được trấn an rằng đây chỉ là tính toán dựa trên nghiên cứu, và những cỗ máy lượng tử đủ mạnh như vậy vẫn chưa tồn tại trong thực tế.
Google đã chỉ ra hạn chót đến năm 2029, các nhà phát triển Bitcoin phải chuyển đổi dịch vụ xác thực sang mật mã hậu lượng tử. Trong khi Ethereum đã dành 8 năm để chuẩn bị lộ trình chi tiết, đa nhánh cho bảo mật hậu lượng tử, với các mạng thử nghiệm được vận hành hằng tuần, thì Bitcoin lại không có kế hoạch phối hợp, cấu trúc tài chính hoặc mốc thời gian đã được thống nhất cho một quá trình chuyển đổi tương tự.
Các nhà nghiên cứu mô tả một số mô hình tấn công tiềm năng, bao gồm các cuộc tấn công nhắm vào giao dịch đang diễn ra, nơi kẻ gian có thể lấy được khóa riêng đủ nhanh để chuyển hướng tiền trước khi giao dịch được xác nhận. Ngược lại, các cuộc tấn công "ở trạng thái nghỉ" nhắm vào các ví có khóa công khai bị lộ, đặc biệt là những ví sử dụng lại địa chỉ hoặc không hoạt động trong thời gian dài.
Theo các nhà nghiên cứu, kiến trúc điện toán lượng tử tốc độ cao như hệ thống siêu dẫn hoặc quang tử có thể cho phép thực hiện cuộc tấn công trong thời gian xác nhận chuỗi khối thông thường. Các kiến trúc chậm hơn, bao gồm bẫy ion và hệ thống nguyên tử trung tính, có thể cho phép thực hiện các cuộc tấn công khi dữ liệu ở trạng thái nghỉ, nơi kẻ gian có nhiều thời gian hơn để trích xuất khóa.
Bản báo cáo cũng nêu rõ những rủi ro rộng hơn trên các hệ thống blockchain hiện đại. Các tính năng như hợp đồng thông minh, cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần và cơ chế đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu mở rộng phạm vi tấn công vượt ra ngoài việc chỉ đơn giản là ký kết giao dịch. Tuy nhiên, một số thành phần của hệ thống blockchain vẫn có khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử. Ví dụ, cơ chế bằng chứng công việc của Bitcoin không dễ bị tổn thương trực tiếp bởi cùng loại thuật toán lượng tử đe dọa chữ ký số.
