
Giám đốc sản phẩm (Chief Product Officer) của StarkWare, Avihu Levy, vào thứ Năm đã công bố một đề xuất nghiên cứu, đưa ra phương án giao dịch “Bitcoin an toàn lượng tử”, đồng thời cho rằng có thể đưa giao dịch Bitcoin đạt chuẩn an toàn lượng tử mà không cần sửa đổi bất kỳ điều gì đối với giao thức Bitcoin, đủ để chống lại các cuộc tấn công của máy tính lượng tử quy mô lớn sử dụng thuật toán Shor. Chi phí chính cũng rõ ràng: mỗi giao dịch cần bên gửi chịu chi phí năng lực tính toán GPU từ 75 đến 150 USD.
(Nguồn: Github)
Các giao dịch Bitcoin hiện tại dựa vào thuật toán chữ ký số đường cong elliptic (ECDSA) để ủy quyền, và cơ sở toán học của ECDSA có thể bị phá giải hiệu quả bởi máy tính lượng tử chạy thuật toán Shor. Logic thiết kế của QSB là tránh triệt để điểm yếu này: không còn dựa vào toán học đường cong elliptic nữa, mà yêu cầu người thanh toán tìm ra một đầu vào cụ thể sao cho đầu ra băm của nó, ở mức ngẫu nhiên, giống với một chữ ký ECDSA hợp lệ. Quá trình này cần rất nhiều phép tính brute-force, và khối lượng tính toán như vậy dù có là máy tính lượng tử cũng không thể tăng tốc hiệu quả, từ đó vẫn duy trì được tính an toàn của giao dịch mà không cần thay đổi giao thức.
Giám đốc điều hành StarkWare, Eli Ben-Sasson, cho biết phương án này “có ý nghĩa lớn”, thực tế giúp Bitcoin có thể đạt an toàn lượng tử ngay từ hôm nay.
Tuy nhiên, khi triển khai thực tế, QSB phải đối mặt với những trở ngại rõ ràng về khả năng mở rộng. Do tính toán băm brute-force cần nhiều năng lực tính toán GPU, chi phí cho mỗi giao dịch được ước tính trong khoảng 75 đến 150 USD, nên không có tính khả thi về mặt kinh tế đối với việc chuyển Bitcoin hằng ngày. Các nhà nghiên cứu nêu rõ rằng QSB là một “phương án cuối cùng” chứ không phải giải pháp chủ đạo, vì lý do: định dạng giao dịch không chuẩn hóa, chi phí không thể mở rộng theo chiều ngang, và các ứng dụng lớp hai như Lightning Network cũng không nằm trong phạm vi. Việc thay đổi ở cấp độ giao thức vẫn là lựa chọn đường hướng dài hạn được các nhà nghiên cứu coi là ưu tiên.
Đề xuất QSB đã gây ra bất đồng rõ rệt trong cộng đồng Bitcoin. Chuyên gia Bitcoin ESG Daniel Batten đưa ra nghi ngờ đối với đánh giá lạc quan, cho rằng đây là “thổi phồng quá mức”, vì việc rò rỉ khóa công khai và các ví ngủ yên (sleeping wallets) không được tính đến. Batten đang đề cập đến 1.700.000 Bitcoin ước tính bị khóa trong các địa chỉ P2PK thời kỳ đầu, và các địa chỉ này có thể bị máy tính lượng tử phá giải trực tiếp. Liên quan đến nhóm “tiền ngủ” này, hiện cộng đồng đang tồn tại ba lập trường chính:
Giữ nguyên hiện trạng: bảo lưu thiết kế ban đầu của Bitcoin để duy trì triết lý cốt lõi
Đóng băng hoặc hủy (tiêu hủy): chủ động xóa bỏ token trong các địa chỉ cũ dễ bị tấn công
Nâng cấp giao thức: thông qua hard fork hỗ trợ chuẩn chữ ký an toàn lượng tử, giải quyết triệt để vấn đề
Ngoài ra, vào tháng Ba, Google đã công bố một bài báo, cho rằng các nguồn lực cần để máy tính lượng tử phá vỡ kỹ thuật mã hóa của Bitcoin có thể còn ít hơn nhiều so với ước tính trước đây, qua đó làm gia tăng thêm cảm giác cấp bách trong cộng đồng. Trưởng công nghệ của Lightning Labs, Olaoluwa Osuntokun, cũng đã công bố vào thứ Tư một nguyên mẫu “tàu cứu hộ” (quantum escape pod), cho phép người dùng chứng minh quyền sở hữu ví mà không cần tiết lộ cụm từ ghi nhớ (seed/mnemonic), cung cấp thêm một lối đi cấp quyền ủy quyền dự phòng.
QSB dùng các bài toán cần nhiều phép tính băm brute-force để thay thế cho chữ ký ECDSA hiện có vốn dựa vào toán học đường cong elliptic. Vì máy tính lượng tử không thể tăng tốc hiệu quả công việc băm brute-force, tính an toàn của giao dịch được duy trì. Toàn bộ phương án vận hành trong giới hạn của kịch bản (script) Bitcoin hiện có, không cần bất kỳ thay đổi nào ở lớp giao thức, nhưng mỗi giao dịch cần chịu chi phí tính toán GPU từ 75 đến 150 USD.
Mâu thuẫn cốt lõi nằm ở sự giằng co căn bản giữa việc bảo vệ an toàn của Bitcoin và duy trì triết lý thiết kế của nó (bao gồm cả tính không thể can thiệp vào tài khoản). Đặc biệt là 1.700.000 Bitcoin bị khóa trong các địa chỉ P2PK kiểu cũ; người nắm giữ ban đầu có thể đã mất khả năng truy cập từ lâu, nên việc xử lý nhóm tài sản này đã gây ra tranh cãi rộng rãi cả về đạo đức lẫn kỹ thuật, và cho đến nay cộng đồng vẫn chưa đạt được sự đồng thuận.
Thiết kế của Lightning Network dựa vào định dạng giao dịch Bitcoin chuẩn và cơ chế thanh toán ngoài chuỗi (off-chain) chi phí thấp. Giao dịch QSB là định dạng không chuẩn, và chi phí tính toán GPU cho mỗi giao dịch từ 75 đến 150 USD vốn hoàn toàn không tương thích với định hướng của Lightning Network dành cho các khoản vi thanh toán chi phí thấp, tần suất cao; vì vậy người dùng Lightning Network không thể nhận được lớp bảo vệ an toàn lượng tử từ phương án QSB.