Chống mối đe dọa lượng tử! Ngành công bố công cụ cứu hộ ví Bitcoin, đề xuất phương án QSB không cần soft fork

Trước rủi ro bị máy tính lượng tử bẻ khóa, gần đây cộng đồng Bitcoin đã xuất hiện hai giải pháp phòng vệ lớn. Lightning Labs đã giới thiệu công cụ cứu hộ có thể chứng minh quyền sở hữu mà không làm lộ hạt giống; StarkWare thì đề xuất phương án QSB.

Bảo mật tài sản dưới mối đe dọa lượng tử: Thách thức sinh tồn đối với công nghệ mã hóa hiện có

Thuật toán chữ ký số đường cong elliptic hiện đang được Bitcoin ($BTC) sử dụng là ECDSA và chữ ký Schnorr đang đối mặt với nguy cơ tiềm ẩn trong tương lai khi xuất hiện các máy tính lượng tử quy mô lớn. Nếu máy tính lượng tử có thể chạy thuật toán Shor’s Algorithm, thì sẽ có khả năng bẻ khóa các kỹ thuật mã hóa hiện có, từ đó cho phép kẻ tấn công suy ngược khóa riêng từ các thông tin công khai trên blockchain và đánh cắp tiền.

Cộng đồng nhà phát triển đã thảo luận về rủi ro này trong nhiều năm, và từng đề xuất một kế hoạch nâng cấp dạng “phanh khẩn cấp” mang tính cực đoan, phòng vệ khỏi cuộc tấn công bằng cách vô hiệu hóa hệ thống chữ ký hiện tại. Tuy nhiên, biện pháp bảo vệ này có tác dụng phụ, khiến người dùng có tài sản chưa di chuyển bị gạt ra ngoài hệ thống, dẫn đến hàng triệu ví (bao gồm cả các ví Taproot hiện đại) bị khóa vĩnh viễn tiền do thiếu phương thức xác minh dự phòng.

• Tin liên quan: Google cảnh báo mã hóa lượng tử phá Bitcoin trong 9 phút! CZ sàn Binance, chuyên gia lượng tử: cấp bách nhưng không cần hoảng loạn

Công cụ cứu hộ ra đời? Cơ chế chứng minh quyền sở hữu ví mà không tiết lộ hạt giống

Giám đốc công nghệ của Lightning Labs là Olaoluwa “Roasbeef” Osuntokun vào hôm qua (4/9) đã công khai một công cụ nguyên mẫu trên danh sách email dành cho nhà phát triển Bitcoin, nhằm cung cấp cho người dùng lối thoát để rút tài sản. Hệ thống này được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đó của Osuntokun về chữ ký chống chịu lượng tử, cho phép người dùng chứng minh họ sở hữu quyền sở hữu của ví mà không phơi bày hạt giống gốc (Seed).

Công cụ này thiết lập mối liên kết toán học giữa ví và hạt giống gốc đã được tạo ra, đảm bảo rằng quá trình cứu hộ cho một ví đơn lẻ không đe dọa đến sự an toàn của các ví khác được sinh ra từ cùng một bộ hạt giống. Cơ chế này cung cấp cho mạng Bitcoin một phương thức ủy quyền dự phòng; trong những môi trường cực đoan nơi chữ ký số truyền thống bị vô hiệu hoặc bị cấm, nó trao cho người dùng quyền thu hồi tài sản.

Theo kết quả thử nghiệm, nguyên mẫu này chạy trên máy MacBook hiệu năng cao: thời gian tạo chứng minh khoảng 55 giây và quá trình xác minh dưới 2 giây. Kích thước tệp chứng minh được tạo ra khoảng 1.7 MB, gần bằng một bức ảnh độ phân giải cao. Mặc dù hệ thống hiện vẫn ở giai đoạn nguyên mẫu chưa được tối ưu và chưa được tích hợp vào các phần mềm ví phổ biến, nhưng nó đã lấp đầy một khoảng trống kỹ thuật mà cộng đồng đã thảo luận lâu nay.

Phương án này thay đổi cách chứng minh từ “tôi có thể thực hiện chữ ký số” thành “tôi có thể chứng minh chiếc ví này xuất phát từ hạt giống của tôi”, qua đó, trong khi đảm bảo an toàn, tránh rủi ro tài sản bị đóng băng do nâng cấp khẩn cấp theo giao thức.

Phương án giao dịch chống lượng tử mà không cần sửa đổi lõi giao thức

Ngoài công cụ cứu hộ ví, nhà phát triển của StarkWare là Avihu Levy cũng vào hôm qua (4/9) đã đưa ra một nghiên cứu có tên “Bitcoin An toàn lượng tử” (Quantum Safe Bitcoin, viết tắt QSB).

Nguồn ảnh: Github Nhà phát triển StarkWare Avihu Levy đã đưa ra nghiên cứu có tên “Bitcoin An toàn lượng tử” (Quantum Safe Bitcoin, viết tắt QSB)

Đề xuất này cho rằng, trong điều kiện không thay đổi các quy tắc đồng thuận cốt lõi của Bitcoin và không thực hiện soft fork, vẫn có thể đạt được các giao dịch có khả năng chống chịu lượng tử. Trọng tâm kỹ thuật của QSB là chuyển giả định về an toàn từ đường cong elliptic sang tính chống chịu kháng lại tiền ảnh của hàm băm (Hash Pre-image Resistance). Vì máy tính lượng tử khi bẻ khóa hàm băm chỉ có năng lực tăng tốc giới hạn, nên kiến trúc này có thể chống lại các cuộc tấn công lượng tử một cách hiệu quả và duy trì biên an toàn khoảng 118 bit.

QSB nhúng trong phạm vi các ràng buộc script sẵn có của Bitcoin một câu đố “chuyển chữ ký bằng hàm băm” (hash-to-signature), đồng thời sử dụng các hàm như RIPEMD-160 để xây dựng cơ chế xác minh. Người dùng cần tìm kiếm các tham số giao dịch cụ thể để thỏa mãn điều kiện chứng minh bằng hàm băm; quá trình này tương tự như một dạng proof-of-work quy mô nhỏ, với xác suất thành công khoảng 70.4 trên một phần triệu (trên 70.4 triệu?)*

Nguồn ảnh: Github Cơ chế vận hành của QSB

Ước tính nghiên cứu cho thấy chi phí tạo ra các giao dịch như vậy bằng GPU trên đám mây vào khoảng từ 75 đến 150. Dù giao dịch QSB có kích thước quá lớn nên không thể lan truyền qua các node tiêu chuẩn, cần thông qua các dịch vụ như Slipstream để gửi trực tiếp cho thợ đào, nhưng nó cho thấy Bitcoin vẫn có sự linh hoạt để đối phó với thách thức công nghệ trong tương lai mà không cần đổi các quy tắc hiện có.

Đánh giá cơ chế phòng vệ và mức độ phổ biến trên thị trường

Việc phổ biến công nghệ phòng vệ lượng tử vẫn cần vượt qua các cân nhắc về chi phí và hiệu năng. Chữ ký chống chịu lượng tử thường chiếm không gian khối lớn hơn, điều này sẽ làm tăng phí giao dịch. Hiện nay trên thị trường vẫn tồn tại bất đồng về thời điểm nâng cấp lượng tử của Bitcoin.

Trên nền tảng dự báo Polymarket, các nhà giao dịch cho rằng xác suất đề xuất nâng cấp chống lượng tử của Bitcoin (như BIP-360) được chấp nhận trước năm 2027 nằm ở mức 26%. Mặc dù giới học thuật còn tranh luận về thời điểm xảy ra các cuộc tấn công lượng tử quy mô lớn, nhưng những công cụ cứu hộ và các đề xuất giao dịch xuất hiện gần đây này đã nâng đáng kể độ bền của mạng lưới trong việc đối phó với rủi ro tương lai.

Nguồn ảnh: Polymarket Nhà giao dịch cho rằng xác suất đề xuất nâng cấp chống lượng tử của Bitcoin (như BIP-360) được chấp nhận trước năm 2027 nằm ở mức 26%

Thông qua việc phát triển các nguyên mẫu phòng vệ này, cộng đồng Bitcoin đang dần xây cầu nối giữa lý thuyết và ứng dụng thực tế. Nguyên mẫu cứu hộ của Osuntokun và phương án QSB của Levy mang đến các lựa chọn phòng vệ đa dạng cho những người dùng với nhu cầu khác nhau. Khi tài nguyên tính toán được tối ưu hóa và công nghệ tạo chứng minh tiến bộ hơn, các công cụ này trong tương lai kỳ vọng sẽ trở nên nhẹ hơn và dễ tiếp cận với số đông. Đối với hệ sinh thái Bitcoin, việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển nhiều phương án dự phòng lượng tử khác nhau là một bố cục cần thiết để duy trì giá trị dài hạn của “vàng kỹ thuật số”. Trước khi mối đe dọa thực sự đến, những dự trữ công nghệ phòng ngừa này sẽ trở thành “hào lũy” then chốt để bảo vệ tài sản của người dùng khỏi bị đào thải bởi thời đại.