Tính toán lượng tử đối với Bitcoin: trong ngắn hạn không cần quá lo lắng

Gần đây, chiếc máy tính lượng tử Willow do Google phát hành đã một lần nữa dấy lên các cuộc thảo luận về khả năng lượng tử tính toán có thể đe dọa đến Bitcoin. Mặc dù Willow thực sự đã đạt được một số tiến bộ trong lĩnh vực tính toán lượng tử, 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 hàm băm và chữ ký giao dịch dựa trên đường cong ellip. Hai phần này lý thuyết có thể bị ảnh hưởng bởi thuật toán Grover và thuật toán Shor của tính toán lượng tử. Tuy nhiên, khả năng tính toán của Willow hiện vẫn còn xa mới đủ để gây ra mối đe dọa thực sự đến hai phần này.

Để tấn công hệ thống băm và chữ ký của Bitcoin trong thời gian hợp lý, cần khoảng vài nghìn qubit logic. Tuy nhiên, tùy theo công nghệ, có thể cần vài nghìn qubit vật lý để mã hóa thành 1 qubit logic. Điều này có nghĩa là để thực hiện một cuộc tấn công hiệu quả vào Bitcoin, có thể cần hàng triệu qubit vật lý. Hiện tại, Willow chỉ có 105 qubit vật lý, còn xa so với quy mô cần thiết để tấn công Bitcoin.

Ngay cả khi khả năng tính toán lượng tử trong tương lai đạt đến mức có thể ảnh hưởng đến Bitcoin, thì ảnh hưởng của nó đối với việc khai thác cũng tương đối hạn chế. Thuật toán Grover mặc dù có thể tăng tốc độ tính toán, nhưng không phá vỡ nguyên lý cơ bản của hàm băm, vẫn cần nhiều phép tính để tìm ra giá trị hàm băm phù hợp với yêu cầu khai thác. Điều này giống như việc giới thiệu một loại thiết bị khai thác hiệu quả mới.

Đối với chữ ký địa chỉ, một số loại địa chỉ thực sự cần chú ý thêm, đặc biệt là các địa chỉ dựa trên khóa công khai như P2PK sớm nhất và P2TR mới nhất. Trong khi đó, các dạng địa chỉ dựa trên băm như P2PKH, P2SH, P2WPKH, P2WSH thì tương đối an toàn hơn. Nhưng cần lưu ý rằng việc sử dụng lại các địa chỉ này cũng có thể dẫn đến việc lộ khóa công khai, từ đó tăng rủi ro.

Các nhà phát triển Bitcoin không phải là không có giải pháp cho vấn đề này. Trong tương lai, có thể sẽ có những công nghệ mới như chữ ký Lamport dựa trên hàm băm được giới thiệu. Đã có nhiều cuộc thảo luận trong cộng đồng, bao gồm việc áp dụng chữ ký Lamport vào quản lý trạng thái. Ngoài ra, cũng có thể sẽ giới thiệu các thuật toán chống lượng tử dựa trên mật mã lưới, tất cả đều có thể được thực hiện thông qua phân nhánh mềm.

Ngoài việc nâng cấp công nghệ, thói quen sử dụng tốt của người dùng cũng có thể hiệu quả trong việc ngăn chặn những mối đe dọa tiềm tàng do tính toán lượng tử mang lại. Chẳng hạn, hãy sử dụng địa chỉ nhận mới cho mỗi giao dịch thay vì lặp lại việc sử dụng cùng một địa chỉ. Ngoài ra, trước khi tính toán lượng tử tạo ra mối đe dọa thực sự, việc chuyển tài sản sang địa chỉ chứng kiến cách ly tương đối an toàn cũng là một biện pháp phòng ngừa.

Các mạng blockchain khác, chẳng hạn như Ethereum, cũng đang tích cực khám phá ứng dụng của mật mã hậu lượng tử, những thiết kế này có thể được đưa vào thông qua cách phân tách cứng.

Cần lưu ý rằng sự phát triển của máy tính lượng tử không chỉ ảnh hưởng đến tiền điện tử mà còn có tác động sâu rộng đến nhiều lĩnh vực quan trọng khác như hệ thống tài chính truyền thống, hệ thống quốc phòng và truyền thông mật.

Tóm lại, trong ngắn hạn, mối đe dọa từ tính toán lượng tử đối với Bitcoin và các mạng khác chưa đủ lớn để gây ra sự lo lắng thái quá. Tuy nhiên, việc hình thành thói quen sử dụng tốt và tiếp tục theo dõi sự tiến triển của tính toán lượng tử vẫn là điều rất cần thiết.