Niềm tin không lay chuyển của những người đam mê Bitcoin đã cho phép đồng tiền kỹ thuật số phi tập trung này vượt qua hàng loạt cuộc khủng hoảng kể từ khi ra đời vào năm 2009. Giờ đây, một mối đe dọa mới đã xuất hiện và đang gây ra báo động ngày càng tăng trong không gian tiền mã hóa.

Khoa học lượng tử, vốn khai thác hành vi của các hạt hạ nguyên tử, đang được sử dụng để tạo ra những máy tính mà về lý thuyết, có thể bẻ gãy các thuật toán phức tạp giúp ngăn chặn Bitcoin và các loại tiền mã hóa khác bị giả mạo hoặc đánh cắp.

Các chuyên gia an ninh mạng đang kêu gọi một cuộc tái thiết kế khẩn cấp các công nghệ bảo vệ tài sản kỹ thuật số khỏi hành vi trộm cắp. Nhưng một cộng đồng tiền mã hóa phân tán và không có người lãnh đạo có thể sẽ phải vật lộn để triển khai các bản nâng cấp hệ thống cần thiết nhằm đối phó với nguy cơ bị tấn công lượng tử trong tương lai.

Điện toán lượng tử có ý nghĩa gì đối với tiền mã hóa?

Máy tính lượng tử được xem là một mối đe dọa tiềm tàng đối với công nghệ mã hóa vốn bảo vệ các hệ thống truyền thông kỹ thuật số, nền tảng thanh toán và các hệ thống khác khỏi những kẻ xâm nhập. Mã hóa chính là yếu tố làm nên sự tồn tại của tiền mã hóa, cung cấp đủ sự bảo vệ chống lại tin tặc để cho phép các hệ sinh thái thanh toán độc lập với ngân hàng truyền thống và chính phủ ra đời.

Nó hoạt động bằng cách ẩn dữ liệu bằng các công thức phức tạp để không thể mở khóa nếu không có khóa kỹ thuật số bí mật. Chính những chuỗi mã này cấp và xác nhận quyền sở hữu Bitcoin và các tài sản kỹ thuật số khác.

Máy tính lượng tử được kỳ vọng sẽ vượt trội trong việc giải mã vì chúng sử dụng cơ học lượng tử để giải quyết các bài toán này nhanh hơn nhiều so với máy tính thông thường. Trong khi các bit cổ điển - đơn vị dữ liệu nhỏ nhất trong máy tính - chỉ có thể tồn tại ở dạng 0 hoặc 1, thì "qubit" trong máy tính lượng tử có thể xoay giữa cả hai trạng thái cùng một lúc, cho phép chúng đánh giá một số lượng lớn các khả năng ngay lập tức.

Tại sao hiện tại cần lo lắng?

Điện toán lượng tử đã phát triển chậm chạp khi các kỹ sư phải vật lộn để vượt qua hàng loạt thách thức kỹ thuật. Một trong số đó là các cỗ máy này có xu hướng không ổn định. Qubit cực kỳ mong manh và nhạy cảm với những thay đổi trong môi trường như nhiệt độ và sự hiện diện của tia vũ trụ. Điều này đã khiến các máy tính lượng tử đời đầu rất dễ bị lỗi.

Các máy tính lượng tử mới nhất đã làm tốt hơn trong việc kiểm soát các qubit để thực hiện các phép tính đáng tin cậy, và các nhà phát triển đã chuyển từ giai đoạn tạo mẫu sang thương mại hóa.

Cho đến gần đây, người ta vẫn cho rằng sẽ mất nhiều thập kỷ để phát triển các máy tính lượng tử có thể bẻ gãy các thuật toán tiền mã hóa. Một bài báo được công bố vào tháng 3 bởi các nhà nghiên cứu của Google đã kết luận rằng có thể cần ít sức mạnh tính toán lượng tử hơn so với giả định trước đây để phá vỡ một số phương pháp mã hóa bảo vệ Bitcoin và các tài sản kỹ thuật số khác.

Mối nguy hiểm là một tin tặc có thể sử dụng máy tính lượng tử để tìm ra khóa riêng tư của ai đó và chuyển Bitcoin sang ví kỹ thuật số của chính họ.

Tiền mã hóa sử dụng một quy trình được gọi là mã hóa bất đối xứng. Một số sê-ri được gọi là khóa công khai được thiết lập để gán quyền sở hữu một đồng token (tương tự như số tài khoản ngân hàng), và một thuật toán phức tạp sau đó tạo ra một khóa riêng tư để chứng minh quyền sở hữu đó và cho phép chủ sở hữu chi tiêu đồng token. Người dùng tiền mã hóa cũng có một địa chỉ, là một phiên bản ngắn hơn, được định dạng của khóa công khai và được chia sẻ với người khác khi họ nhận tiền trong một giao dịch. Một tin tặc có khả năng sử dụng máy tính lượng tử để tìm ra khóa riêng tư bằng cách sử dụng khóa công khai.

Những đồng Bitcoin có nguy cơ cao nhất trước các cuộc tấn công như vậy là những đồng được nắm giữ bởi những người dùng có định dạng địa chỉ cũ, vốn phổ biến trong vài năm đầu sau khi tiền mã hóa này ra đời. Một số địa chỉ cũ nhất thực sự hiển thị các khóa công khai trên blockchain - sổ cái kỹ thuật số công khai nơi các giao dịch được ghi lại - trong khi những địa chỉ khác có xu hướng được tái sử dụng nhiều lần, khiến tin tặc lượng tử dễ dàng tìm thấy các khóa công khai hơn.

Một phiên bản địa chỉ an toàn hơn đã được giới thiệu sau này, tự động chuyển Bitcoin đến một địa chỉ mới sau mỗi giao dịch. Tuy nhiên, ngay cả Bitcoin trong các địa chỉ mới cũng có thể gặp rủi ro nếu máy tính lượng tử đạt được những khả năng tiên tiến hơn.

Hiện tại, mất khoảng 10 phút để mỗi giao dịch Bitcoin mới được xác minh. Trong giai đoạn đầu của quá trình đó, khóa công khai được tiết lộ trong một "pool" công khai. Các máy tính trong mạng sau đó đạt được sự đồng thuận rằng giao dịch là có thật và các "thợ đào" Bitcoin cạnh tranh để trở thành người đầu tiên giải được câu đố toán học và hoàn tất quá trình xác minh, qua đó kiếm được Bitcoin mới. Ai đó sử dụng một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể tìm ra khóa riêng tư dựa trên thông tin được công khai trong pool trong khoảng thời gian 10 phút đó. Điều này cuối cùng sẽ cho phép họ đánh cắp số Bitcoin liên quan đến giao dịch. Trong trường hợp đó, an ninh của blockchain Bitcoin sẽ bị "phá vỡ về cơ bản", Deloitte đã viết trong một báo cáo.

Hầu hết các giao dịch Bitcoin ngày nay sẽ an toàn trước các cuộc tấn công lượng tử miễn là chúng sử dụng một dạng địa chỉ mới hơn, trong đó khóa công khai thậm chí còn an toàn hơn. Cộng đồng Bitcoin khuyến khích mạnh mẽ người dùng không sử dụng kiểu địa chỉ cũ cho các giao dịch.

Tuy nhiên, nghiên cứu của công ty tài chính tiền mã hóa Galaxy Digital đã xác định rằng lượng Bitcoin trị giá tới 470 tỉ USD - khoảng 34% tổng lượng lưu hành, cuối cùng có thể trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công lượng tử.

Không có bằng chứng nào cho thấy máy tính lượng tử ngày nay đã đủ mạnh để bẻ gãy các thuật toán phức tạp của tiền mã hóa. Nhưng bức tranh vẫn còn khá mờ mịt. Trong khi các công ty công nghệ lớn như Google dường như khá minh bạch trong việc tiết lộ khả năng của các máy tính lượng tử mới nhất của họ, công nghệ này đang được theo đuổi ở nhiều quốc gia trên thế giới, và một số công trình có thể đang diễn ra ngoài tầm mắt của công chúng. Các tổ chức tin tặc do nhà nước bảo trợ ở các quốc gia như Nga và Triều Tiên đã đánh cắp hàng tỉ USD tài sản kỹ thuật số bằng máy tính thông thường.

Vì sao đây lại là vấn đề?

Những người hâm mộ tiền mã hóa đã hy vọng rằng nó cuối cùng sẽ đẩy các loại tiền tệ truyền thống sang một bên vì tính bảo mật vững chắc của công nghệ này sẽ loại bỏ sự cần thiết của các cơ quan giám sát chính phủ và các trung gian như ngân hàng.

Tiền mã hóa vẫn chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong các khoản thanh toán và tài sản tài chính của thế giới, chủ yếu là do giá của nó biến động mạnh và các giao dịch tương đối tốn thời gian và chi phí. Nhưng nó đã giành được một mức độ tín nhiệm nhất định với các tổ chức tài chính lớn như một loại tài sản thay thế có giá trị không tương quan với các tài sản truyền thống như cổ phiếu và trái phiếu.

Sự đảm bảo rằng tiền mã hóa không thể dễ dàng bị tấn công là yếu tố sống còn đối với sức hấp dẫn của nó. Nếu ngân hàng làm mất tiền thông thường của bạn, có cả một hệ thống pháp lý và quy định để bồi thường. Bitcoin thiếu một cơ quan trung ương có thể đóng băng tài khoản hoặc hoàn tiền. Và công nghệ này giúp kẻ trộm dễ dàng che giấu danh tính. Một loạt các cuộc tấn công lượng tử thành công sẽ giáng một đòn mạnh vào niềm tin vào tiền mã hóa và khiến giá của các tài sản kỹ thuật số lao dốc.

Xây dựng lá chắn bảo mật trước mối đe dọa lượng tử

Những lo ngại về tin tặc lượng tử đã khiến Christopher Wood, người đứng đầu toàn cầu về chiến lược cổ phiếu tại ngân hàng đầu tư Jefferies Financial Group Inc., loại bỏ khoản phân bổ 10% vào Bitcoin khỏi danh mục đầu tư mẫu của mình vào đầu năm nay.

Sàn giao dịch tiền mã hóa lớn nhất ở Mỹ, Coinbase Global Inc., đã thành lập một ban cố vấn để nghiên cứu tác động của công nghệ non trẻ này đối với các blockchain. Michael Saylor, người có công ty Strategy đang tích trữ số token trị giá hơn 50 tỉ USD, đã thiết lập một chương trình để giải quyết các rủi ro liên quan đến điện toán lượng tử.

Việc xây dựng một hệ thống chống lượng tử cho Bitcoin thực sự là có thể. Nhưng nó có thể tốn thời gian, gây tranh cãi và tốn kém, đòi hỏi các nhà phát triển trên toàn thế giới phải phối hợp nỗ lực và thống nhất về một giải pháp kỹ thuật. Hàng triệu máy tính chuyên dụng sẽ cần được đồng bộ hóa cho một bản cập nhật cuối cùng.

Một cuộc cải tổ đối thủ chính của Bitcoin, blockchain Ethereum, vào năm 2021 là một trải nghiệm hỗn loạn đối với các thợ đào Ether và mất vài năm để hoàn tất. Được gọi là The Merge, bản cập nhật này đã khiến hàng triệu chất bán dẫn đắt tiền mà họ đang sử dụng để xác minh giao dịch trở nên thừa thãi.

Một bản cập nhật gây tranh cãi trước đó của blockchain Bitcoin được gọi là "Cuộc chiến Kích thước Khối" (Block Size War) đã kéo theo một cuộc tranh luận kéo dài và nảy lửa giữa các nhà phát triển và thợ đào về lượng dữ liệu giao dịch Bitcoin tối ưu nên được gộp lại với nhau để xác minh. Các nhà phát triển muốn duy trì các đơn vị nhỏ để đảm bảo an ninh và phân quyền, trong khi các thợ đào muốn các khối lớn hơn vì lợi ích hiệu quả của mạng lưới. Cuối cùng, các nhà phát triển đã chiến thắng.

Nếu cần nâng cấp phần cứng, các thợ đào Bitcoin sẽ cần được khuyến khích bằng cách nào đó để giúp tài trợ cho quá trình chuyển đổi sang một blockchain chống lượng tử tốt hơn. Điều đó có thể không dễ dàng, vì nhiều công ty khai thác Bitcoin đã huy động những khoản tiền lớn từ thị trường vốn và nợ trong những năm gần đây để chi trả cho các máy tính chuyên dụng đắt tiền, trung tâm dữ liệu và lượng điện khổng lồ để vận hành chúng.

Hầu hết trong số đó đã chuyển hướng sang xử lý các tác vụ trí tuệ nhân tạo sau khi giá tiền mã hóa giảm và AI bùng nổ. Quyết định giảm ưu tiên cho việc khai thác tiền mã hóa càng khiến việc thúc đẩy các nâng cấp phần cứng toàn cầu trong tương lai trở nên khó khăn hơn.

Nếu nỗi lo về các cuộc tấn công lượng tử trong tương lai tăng lên và giá tiền mã hóa giảm do đó, điều đó có thể làm giảm thêm động lực tài chính cho một cuộc đại tu công nghệ Bitcoin khác.

Với sự hỗ trợ từ Philip Lagerkranser