Nhà nghiên cứu Paradigm đề xuất phương pháp bảo vệ Bitcoin chống lại các đe dọa từ máy tính lượng tử

Đề xuất Bảo vệ lượng tử của Paradigm

Dan Robinson, một nhà nghiên cứu tại Paradigm, đã phác thảo một mô hình mới nhằm bảo vệ các bitcoin đang “ngủ yên”, bao gồm cả những bitcoin có thể thuộc về người tạo ra Bitcoin, Satoshi Nakamoto, trước các mối đe dọa từ máy tính lượng tử trong tương lai. Đề xuất này đưa ra “Provable Address-Control Timestamps” (PACTs), một cơ chế cho phép người nắm giữ Bitcoin chứng minh rằng họ đã kiểm soát một ví trước khi điện toán lượng tử tiến đến mức có thể suy ra khóa riêng.

PACTs hoạt động như thế nào

Mô hình PACTs tận dụng một hệ thống tạo dấu thời gian đã được nhúng trong chức năng của blockchain. Người nắm giữ sẽ tạo ra một bằng chứng thể hiện quyền kiểm soát bitcoin của họ và gắn dấu thời gian đó lên blockchain, tạo ra một hồ sơ sở hữu có thể giúp chống lại các cuộc tấn công lượng tử trong tương lai. Bằng chứng này sau đó có thể được “mở khóa”, cho phép người dùng thu hồi tiền của mình trên một phiên bản Bitcoin có khả năng chống lại lượng tử.

Theo Robinson, “Điều này không đòi hỏi Bitcoin phải quyết định ngay hôm nay rằng có cần phải ‘khai tử’ hay không”, và cách tiếp cận này cho người dùng một lối đi để chuẩn bị sớm, để họ có thể “gieo một hạt giống ngay bây giờ” trong trường hợp các biện pháp bảo vệ cần thiết vào sau này.

So sánh với các đề xuất thay thế

Vẫn tồn tại các đề xuất chống chịu lượng tử khác, như BIP-361 do giám đốc an ninh của Casa, Jameson Lopp, và các nhà nghiên cứu khác đề xuất. Những phương án này thường tạo ra một “cửa sổ di cư” kéo dài nhiều năm cho ví, sàn giao dịch và bên lưu ký để nâng cấp lên công nghệ chống lượng tử trước khi các chữ ký “khai tử” cho tài sản kế thừa. Sau giai đoạn này, bất kỳ đồng coin nào không thể di chuyển sẽ trở nên không thể chi tiêu.

Tuy nhiên, cách tiếp cận này tạo ra một vấn đề riêng cho các chủ sở hữu đang nắm giữ “ngủ yên”: việc chuyển tiền sẽ tiết lộ rằng chủ sở hữu vẫn đang hoạt động và có thể liên kết ví đó với những người khác mà họ kiểm soát. Mô hình PACTs nhằm vượt qua thế khó này bằng cách cho phép người dùng chứng minh quyền sở hữu mà không phát trực tiếp thông tin đó lên chuỗi.

Bối cảnh mối đe dọa từ điện toán lượng tử

Khi điện toán lượng tử tiến bộ, người dùng crypto và các nhà phát triển phải lên kế hoạch phòng thủ song song. Theo Lopp và các nhà nghiên cứu khác về BIP-361, hơn một phần ba tổng số bitcoin đang lưu thông có thể bị phơi bày trước các cuộc tấn công lượng tử do khóa công khai nhìn thấy được.

Các buổi trình diễn trong thế giới thực đang bắt đầu cho thấy tiến triển từng bước. Một nhà nghiên cứu độc lập gần đây đã suy ra một khóa elliptic curve 15-bit bằng phần cứng lượng tử, được mô tả là cuộc tấn công lớn nhất từng được ghi nhận đến nay, dù Bitcoin dựa trên cơ chế mã hóa mạnh hơn 256-bit.

Các mốc thời gian cho “Q-Day”—thời điểm máy tính lượng tử có thể bẻ gãy mật mã hiện đại—dao động rất rộng. Các nhà nghiên cứu của Google gần đây cho rằng việc chuyển sang mật mã hậu lượng tử có thể cần thiết vào khoảng năm 2029, trong khi những người khác ước tính rằng các cuộc tấn công thực tế có thể vẫn còn cách đây vài năm hoặc vài thập kỷ.

Câu hỏi thường gặp

PACTs (Provable Address-Control Timestamps) là gì?
PACTs là một cơ chế cho phép người nắm giữ Bitcoin tạo và gắn dấu thời gian cho một bằng chứng về việc kiểm soát ví lên blockchain. Việc này tạo ra một hồ sơ sở hữu có thể được dùng để khôi phục tiền trên một phiên bản Bitcoin có khả năng chống chịu lượng tử trong trường hợp có một mối đe dọa lượng tử trong tương lai, mà không cần người nắm giữ phải lập tức chuyển các đồng coin của mình.

PACTs khác gì so với BIP-361?
BIP-361 đề xuất một “cửa sổ di cư” kéo dài nhiều năm, trong đó người dùng phải chuyển coin sang các địa chỉ có khả năng chống lượng tử, sau đó các chữ ký kế thừa sẽ “khai tử”. Trái lại, PACTs cho phép người dùng chứng minh quyền sở hữu mà không phát tán trực tiếp lên chuỗi, qua đó tránh rủi ro về quyền riêng tư khi lộ rằng các chủ sở hữu đang nắm giữ “ngủ yên” vẫn còn hoạt động và có thể liên kết các ví với nhau.

Khi nào máy tính lượng tử có thể đe dọa Bitcoin?
Các mốc thời gian khác nhau. Các nhà nghiên cứu của Google cho rằng việc chuyển sang mật mã hậu lượng tử có thể cần thiết vào khoảng năm 2029, dù các chuyên gia khác ước tính các cuộc tấn công lượng tử thực tế vào Bitcoin có thể vẫn còn cách đây vài năm hoặc vài thập kỷ. Hiện tại Bitcoin sử dụng mã hóa 256-bit, mạnh hơn đáng kể so với các khóa 15-bit mới đây đã bị bẻ gãy trong các buổi trình diễn trong phòng thí nghiệm.