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

Trước rủi ro bị máy tính lượng tử bẻ khóa, cộng đồng Bitcoin gần đây đã xuất hiện hai giải pháp phòng thủ lớn. Lightning Labs giới thiệu công cụ khẩn cấp có thể chứng minh quyền sở hữu mà không làm lộ seed; trong khi StarkWare lại đưa ra giải pháp QSB.

Bảo mật tài sản dưới mối đe dọa từ lượng tử: thách thức sinh tồn mà công nghệ mã hóa hiện tại đang phải đối mặt

Thuật toán chữ ký số chữ ký số đường cong elliptic phụ thuộc vào Bitcoin (ECDSA) và chữ ký Schnorr (đang được Bitcoin hiện sử dụng) đang đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ các máy tính lượng tử quy mô lớn trong tương lai. Nếu máy tính lượng tử có thể chạy thuật toán Shor’s Algorithm, nó sẽ có năng lực bẻ khóa các công nghệ mã hóa hiện có, từ đó cho phép kẻ tấn công suy ngược khóa riêng từ 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 giải pháp nâng cấp “phanh khẩn cấp” cực đoan, nhằm phòng thủ trước các 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: nó khiến người dùng chưa kịp di chuyển bị khóa khỏi hệ thống, dẫn đến hàng triệu ví (bao gồm cả các ví hiện đại hỗ trợ Taproot) bị khóa vĩnh viễn do thiếu các phương thức xác minh dự phòng.

• Tin liên quan: Google cảnh báo bẻ khóa Bitcoin bằng lượng tử chỉ trong 9 phút! CEO Binance CZ, chuyên gia lượng tử: cấp bách nhưng không cần hoảng sợ

Công cụ cứu hộ ra đời? Cơ chế chứng minh quyền sở hữu ví mà không làm lộ seed

Trưởng công nghệ của Lightning Labs, Olaoluwa “Roasbeef” Osuntokun, vào hôm qua (4/9) đã công bố một công cụ nguyên mẫu trên danh sách email dành cho nhà phát triển Bitcoin, với mục tiêu cung cấp đường lui để người dùng rút tài sản. Hệ thống nàyđượcxây dựng trên nền tảng nghiên cứu trước đó của Osuntokun về chữ ký kháng lượng tử, cho phép người dùng chứng minh rằng họ sở hữu quyền sở hữu của ví mà không phải phơi bày seed gốc (Seed).

Công cụ tạo ra liên kết toán học giữa ví và seed tạo gốc, đảm bảo rằng quá trình cứu hộ cho một ví duy nhất không gây nguy cơ đối với sự an toàn của các ví khác được tạo từ cùng một bộ seed. Cơ chế này cung cấp cho mạng Bitcoin một phương thức ủy quyền dự phòng; trong các tình huống cực đoan khi chữ ký số truyền thống bị vô hiệu hóa hoặc không còn hoạt động, nó trao cho người dùng quyền lấy lại tài sản.

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

Giải pháp này chuyển cách chứng minh từ “tôi có thể thực hiện chữ ký số” sang “tôi có thể chứng minh chiếc ví này có nguồn gốc từ seed của tôi”, đồng thời tránh rủi ro bị đóng băng tài sản do nâng cấp khẩn cấp theo giao thức, trong khi vẫn đảm bảo an toàn.

Kế hoạch giao dịch kháng lượng tử mà không cần sửa đổi cốt lõi giao thức

Ngoài công cụ cứu hộ ví, nhà phát triển 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 Avihu Levy, nhà phát triển StarkWare, đã đưa ra nghiên cứu mang tên “Bitcoin an toàn lượng tử” (Quantum Safe Bitcoin, viết tắt QSB)

Đề xuất này cho rằng, mà không thay đổi các quy tắc đồng thuận cốt lõi của Bitcoin hay thực hiện soft fork, vẫn có thể triển khai các giao dịch có khả năng kháng lượng tử. Nền tảng kỹ thuật của QSB là chuyển giả định về an toàn từ đường cong elliptic sang tính kháng chịu với khả năng chống tìm ảnh trước của hàm băm (Hash Pre-image Resistance). Do máy tính lượng tử khi bẻ khóa hàm băm chỉ có năng lực tăng tốc hạn chế, nên kiến trúc này có thể chống lại hiệu quả các cuộc tấn công lượng tử và duy trì mức biên an toàn khoảng 118 bit.

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

Nguồn ảnh: Github Cơ chế vận hành của QSB

Ước tính nghiên cứu cho thấy, chi phí để tạo ra các giao dịch dạng này bằng GPU đám mây khoảng từ 75 đến 150. Mặc dù các giao dịch QSB do kích thước quá lớn nên không thể truyền đi qua các node tiêu chuẩn, và cần được gửi trực tiếp cho thợ đào thông qua các dịch vụ như Slipstream, nhưng nó cho thấy Bitcoin vẫn có tính linh hoạt để đối mặt với các thách thức kỹ thuật trong tương lai mà không cần thay đổi các quy tắc hiện có.

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

Việc phổ cập các công nghệ phòng thủ lượng tử vẫn cần vượt qua các cân nhắc về chi phí và hiệu năng. Chữ ký kháng lượng tử thường chiếm không gian khối lớn hơn, điều này sẽ làm tăng phí giao dịch. Hiện vẫn có bất đồng trên thị trường về thời gian triển khai nâng cấp lượng tử của Bitcoin.

Trên nền tảng dự báo Polymarket, các trader cho rằng xác suất các đề xuất nâng cấp kháng lượng tử của Bitcoin (như BIP-360) được chấp nhận trước năm 2027 nằm ở mức 26%. Dù giới học thuật vẫn tranh luận về thời điểm các cuộc tấn công lượng tử quy mô lớn sẽ xảy ra, nhưng các công cụ cứu hộ và đề xuất giao dịch xuất hiện gần đây đã nâng đáng kể khả năng chống chịu của mạng trước rủi ro trong tương lai.

Nguồn ảnh: Polymarket Các trader cho rằng xác suất các đề xuất nâng cấp kháng 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 thủ này, cộng đồng Bitcoin đang dần xây dựng cầu nối giữa lý thuyết và ứng dụng thực tế. Nguyên mẫu cứu hộ của Osuntokun và giải pháp QSB của Levy mang đến các lựa chọn phòng thủ đa dạng cho người dùng với các nhu cầu khác nhau. Khi tài nguyên tính toán được tối ưu hóa và công nghệ tạo chứng minh tiến bộ, các công cụ này trong tương lai có thể trở nên nhẹ hơn và dễ dùng cho đại chúng. 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 sự sắp đặt cần thiết để duy trì giá trị lâu dài của “vàng kỹ thuật số”. Trước khi mối đe dọa thực sự đến, các dự trữ kỹ thuật phòng ngừa này sẽ trở thành một hào lũy quan trọng để bảo vệ tài sản người dùng khỏi bị đào thải bởi thời đại.