Tính toán lượng tử đối với Bitcoin: Tình hình hiện tại và tương lai

Tính toán lượng tử có thể phá hủy Bitcoin không? Chủ đề gây tranh cãi này luôn thu hút sự bàn luận rộng rãi theo chu kỳ. Liệu chiếc máy tính lượng tử Willow mà Google vừa công bố có thay đổi tình hình này không? Sau nghiên cứu ban đầu, chúng tôi rút ra kết luận sau:

• Willow thực sự đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực Tính toán lượng tử
• Nhưng hiện tại người dùng Bitcoin không cần quá lo lắng

Giao thức Bitcoin sau khi đơn giản hóa có thể được chia thành hai phần lõi: khai thác dựa trên băm và chữ ký giao dịch dựa trên đường cong elip. Hai phần này về lý thuyết có thể bị ảnh hưởng bởi thuật toán Grover và thuật toán Shor trong tính toán lượng tử.

Tuy nhiên, sức mạnh tính toán của Willow vẫn còn xa mới đủ để tạo thành mối đe dọa thực sự đối với hai phần này. Để tấn công hệ thống băm và chữ ký của Bitcoin trong khoảng thời gian hợp lý, cần khoảng vài nghìn qubit logic. Và tùy thuộc vào công nghệ khác nhau, có thể cần vài nghìn qubit vật lý để mã hóa thành 1 qubit logic.

Điều này có nghĩa là để tấn công mạng Bitcoin có thể cần hàng triệu qubit vật lý. Hiện tại, Willow chỉ có 105 qubit vật lý, vẫn còn xa so với quy mô cần thiết.

Ngay cả khi sức mạnh tính toán của máy tính lượng tử trong tương lai đủ để đe dọa Bitcoin, tác động đến việc khai thác cũng tương đối hạn chế. Thuật toán Grover chỉ đơn giản là tăng tốc quá trình tính toán, mà không phá vỡ các quy luật cơ bản của băm. Nó giống như một loại thiết bị khai thác hiệu quả mới, chứ không phải là sự lật đổ cơ bản của cơ chế khai thác.

Tuy nhiên, một số địa chỉ Bitcoin thực sự cần phải cảnh giác. Những địa chỉ dựa trên khóa công khai như P2PK sớm nhất và P2TR mới nhất có thể đối mặt với rủi ro. Ngược lại, các địa chỉ dựa trên hàm băm như P2PKH, P2SH, P2WPKH, P2WSH thì tương đối an toàn. Nhưng cần lưu ý rằng việc sử dụng lại những địa chỉ này cũng có thể làm lộ khóa công khai, từ đó tăng nguy cơ.

Đối với điều này, các nhà phát triển Bitcoin có thể thực hiện nhiều biện pháp đối phó. Trong tương lai, có thể sẽ giới thiệu các công nghệ như chữ ký Lamport dựa trên hàm băm hoặc mật mã lưới kháng lượng tử. Những cải tiến này có thể được thực hiện thông qua phương pháp phân nhánh mềm.

Ngoài việc nâng cấp công nghệ, thói quen sử dụng tốt của người dùng cũng có thể ngăn chặn hiệu quả các mối đe dọa lượng tử. Ví dụ, thay đổi địa chỉ nhận tiền cho mỗi giao dịch, thay vì sử dụng lại cùng một địa chỉ. Trước khi các máy tính lượng tử tạo ra mối đe dọa thực sự, việc chuyển tài sản đến địa chỉ chứng kiến cách ly tương đối an toàn cũng là một quyết định khôn ngoan.

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

Tóm lại:

• Trong ngắn hạn, mối đe dọa của máy tính lượng tử đối với mạng lưới tiền điện tử như Bitcoin vẫn còn hạn chế.
• Nhưng người dùng nên hình thành thói quen sử dụng tốt và thường xuyên theo dõi sự tiến bộ của Tính toán lượng tử.