Lượng tử có thực sự "sắp" hủy diệt blockchain? Những điều bạn cần biết ngay

Một câu hỏi được đặt ra nhiều lần: blockchain có cần hoảng loạn trước mối đe dọa lượng tử không? Câu trả lời phức tạp hơn bạn tưởng, vì không phải tất cả các chuỗi khối đều đứng trước cùng một mức độ rủi ro.

Cuộc tấn công “lưu trữ rồi giải mã” mới là vấn đề thực sự

Khi nói về lượng tử, mọi người thường tưởng tượng đó là một cuộc tấn công diễn ra trong tương lai. Thực tế, nguy hiểm lớn nhất đã xảy ra hôm nay.

Các nhà tấn công không cần chờ máy tính lượng tử quá mạnh. Họ đang lưu trữ các thông tin liên lạc được mã hóa ngay bây giờ, với ý định giải mã chúng khi công nghệ cho phép. Cách tính số liên kết pi trong các thuật toán hiện đại là chủ yếu dựa trên độ khó của phân tích số nguyên tố—một vấn đề mà máy tính lượng tử có thể giải quyết nhanh chóng thông qua thuật toán Shor.

Điều này có ý nghĩa gì? Bất kỳ thông tin bảo mật quốc gia hoặc nhạy cảm nào được truyền tải hôm nay đều có thể bị tiết lộ trong 10-50 năm tới. Do đó, những hệ thống blockchain cần bảo vệ dữ liệu dài hạn phải bắt đầu chuyển sang mã hóa chống lượng tử ngay từ bây giờ.

Chữ ký số: Một loại vấn đề hoàn toàn khác

Nơi mà nhiều người sai lầm là coi chữ ký số (như ECDSA, EdDSA) với cùng một mức độ rủi ro như mã hóa khóa công khai truyền thống.

Đơn giản vì chữ ký không chứa “nội dung riêng tư có thể bị máy tính lượng tử giải mã”. Chúng chỉ xác thực tính xác thực của một giao dịch hiện tại. Ngay cả khi lượng tử có thể giả mạo chữ ký trong tương lai, các chữ ký cũ trên blockchain vẫn không thể bị “xóa sổ”—máy tính lượng tử không thể quay ngược thời gian.

Kết quả: chữ ký cần nâng cấp, nhưng không cần ngay lập tức. Những giao dịch đã hoàn thành và được xác minh sẽ vẫn an toàn.

zkSNARKs: Một tầng bảo vệ bất ngờ

Công nghệ bằng chứng không kiến thức (Zero-Knowledge Proofs) như zkSNARKs hoạt động trên một nguyên tắc hoàn toàn khác. Dù chúng hiện đang sử dụng đường cong elliptic, thuộc tính không kiến thức của chúng vốn không tiết lộ dữ liệu cá nhân trong chứng minh.

Điều này có nghĩa là zkSNARKs không bị ảnh hưởng bởi khả năng giải mã lượng tử, vì không có gì để giải mã.

Thứ tự ưu tiên thực tế cho blockchain

Nếu tóm tắt mức độ cấp bách:

1. Mã hóa cho truyền thông riêng tư (cần ngay)
2. Chữ ký số (cần nhưng có thể đợi)
3. zkSNARKs (ít cấp bách nhất)

Tuy nhiên, bitcoin là một ngoại lệ đáng chú ý. Bitcoin không phải chịu rủi ro từ tấn công lượng tử sắp xảy ra, mà từ những quyết định thiết kế cũ.

Trong những ngày đầu, bitcoin sử dụng cấu trúc P2PK, nơi khóa công khai được công bố trực tiếp trên chuỗi. Máy tính lượng tử có thể sử dụng thuật toán Shor để trích xuất khóa riêng từ khóa công khai này. Ngoài ra, những ví đã không hoạt động hoặc bị mất khoá sẽ không bao giờ có thể cập nhật, để lại hàng triệu BTC dễ bị tấn công vĩnh viễn.

Việc di chuyển bitcoin không chỉ là một thử thách kỹ thuật—nó liên quan đến vấn đề pháp lý, hợp tác xã hội và thời gian. Bitcoin cần lập kế hoạch ngay từ bây giờ, nhưng thực hiện từ từ.

Cảnh báo: Cập nhật vội vàng có thể gây hại hơn lợi

Một quan trắc quan trọng: nhiều thuật toán chống lượng tử hiện tại đều đi kèm chi phí. Chữ ký hậu lượng tử (ML-DSA, Falcon) lớn hơn 10 đến 100 lần so với các chữ ký hiện tại và dễ bị tấn công qua các kênh phụ hoặc lỗi triển khai.

Ngay cả những thuật toán được đánh giá cao từng bị phá vỡ (Rainbow, SIKE). Do đó, cập nhật một cách mù quáng sẽ tạo ra rủi ro lớn hơn so với rủi ro được tránh.

Chiến lược thực tiễn cho blockchain

Thay vì chuyển đổi toàn diện, blockchain nên áp dụng một chiến lược đa tầng:

• Mã hóa lai ghép: Kết hợp post-quantum + classical cho các thông tin liên lạc bảo vệ dài hạn
• Chữ ký hash sớm: Sử dụng cho những trường hợp ít cần ký (cập nhật firmware)
• Thiết kế modularity: Cho phép nâng cấp hệ thống chữ ký trong tương lai mà không phá vỡ tài sản lịch sử trên chuỗi
• Đồng bộ hóa: Theo dõi tiêu chuẩn PKI của Internet và tiến hành thận trọng

Lượng tử là một thách thức thực tế, nhưng không phải là lý do để hoảng loạn hôm nay. Nó là lý do để lên kế hoạch cẩn thận ngay hôm nay.