Khu rừng tối tăm của máy tính lượng tử: Người dùng Bitcoin, dự án L1 và hướng dẫn sinh tồn trên chuỗi

Nhiệm vụ của những người bảo vệ blockchain rất rõ ràng: phát triển vũ khí mới, thiết lập hệ thống phòng thủ mới và xây dựng chiến lược sinh tồn trước khi kẻ thù đến.

Giới thiệu: Cuộc khủng hoảng "Rừng tối" của Bitcoin

Trong thế giới blockchain, mỗi nút giống như một ngôi sao trong vũ trụ, độc lập nhưng lại kết nối với nhau, cùng nhau xây dựng một thế giới tài chính phi tập trung. Bitcoin, với tư cách là người tiên phong của mạng lưới này, dựa vào các thuật toán mã hóa mạnh mẽ để bảo vệ an ninh. Tuy nhiên, hệ thống bảo mật này không phải là bất khả chiến bại. Một công nghệ đến từ tương lai - máy tính lượng tử - đang âm thầm xuất hiện. Giống như hạm đội Trisolaran trong "The Three-Body Problem", nó sở hữu khả năng phát động một "cuộc tấn công thu nhỏ chiều không gian", và một khi đã trưởng thành, nó sẽ phát động một cuộc tấn công chí mạng vào Bitcoin và toàn bộ hệ sinh thái blockchain.

Vậy, chúng ta nên làm gì nếu máy tính lượng tử bẻ khóa Bitcoin trong tương lai gần? Liệu có khả năng nào để chống trả trong cuộc chiến sinh tồn trên chuỗi này trong "khu rừng tối tăm" không?

Chương 1: Bitcoin sẽ phải chịu "Cuộc tấn công giảm chiều" từ các quá trình lượng tử

Vũ khí đáng sợ nhất trong tiểu thuyết *Bài toán Ba Thể* không phải là một khẩu pháo laser, mà là "thu nhỏ không gian" - một nền văn minh đa chiều không chiến đấu với bạn trong cùng một không gian, mà trực tiếp nén không gian ba chiều thành hai chiều. Mọi phòng thủ, mọi pháo đài của bạn, ngay lập tức sụp đổ thành một tờ giấy. Và cái "bất khả thi" toán học mà Bitcoin dựa vào trở nên "dễ dàng" trước điện toán lượng tử.

Hệ thống lượng tử-1 của IBM, đặt tại Eningen, Đức. Nguồn: Wikipedia

1.1 "Rào cản kỹ thuật" của Bitcoin so với "Vũ khí Waterdrop" của máy tính lượng tử

Bitcoin: Tiêu chuẩn tiền điện tử của những năm 1980

Bảo mật cốt lõi của Bitcoin dựa trên thuật toán ECDSA, một tiêu chuẩn mật mã được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1985. Trong hệ thống này, mỗi người dùng có một cặp khóa: khóa riêng là "suy nghĩ" của người dùng, chỉ họ biết; khóa công khai là "bằng chứng nhận dạng" công khai được sử dụng để xác minh tính hợp pháp của các giao dịch.

Việc tạo khóa công khai từ khóa riêng rất dễ dàng khi sử dụng hàm toán học một chiều, nhưng việc tạo khóa riêng tư từ khóa công khai gần như là không thể với sức mạnh tính toán truyền thống.

Vì mạng lưới Bitcoin sử dụng khóa 256-bit, điều này có nghĩa là ngay cả máy tính thông thường mạnh nhất cũng cần phải dùng đến phương pháp tấn công vét cạn (brute-force) trong một khoảng thời gian dài hơn cả tuổi thọ của vũ trụ. Chính "điều bất khả thi" về mặt toán học này đã bảo vệ tính bảo mật của mạng lưới Bitcoin.

Máy tính lượng tử: Công nghệ "giọt nước" mới để phá mã hóa

Máy tính lượng tử là một loại thiết bị tính toán mới hoàn toàn khác biệt so với máy tính truyền thống. Nó sử dụng các đặc tính chồng chập và vướng víu trong vật lý lượng tử để thực hiện các phép tính, và sức mạnh tính toán lý thuyết của nó đối với một số bài toán nhất định có thể tăng theo cấp số nhân.

Sự xuất hiện của nó là một bước ngoặt - về mặt lý thuyết, sử dụng thuật toán Shor, một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể trực tiếp lấy được khóa riêng từ khóa công khai trong một khoảng thời gian hợp lý. Điều này tương tự như đầu dò "giọt nước" của Trisolarans, có khả năng dễ dàng xuyên thủng hàng phòng thủ mạnh nhất của nhân loại. Phương pháp tấn công của nó có những đặc điểm sau:

1. Tàng hình : Một khi kẻ tấn công có được khóa riêng, chúng có thể hợp pháp ký các giao dịch giả mạo, mà toàn bộ mạng lưới sẽ coi là hoạt động bình thường của chủ sở hữu tài sản. Giống như sự giám sát của Sophon trong "The Three-Body Problem", nó hoàn toàn im lặng và không thể phát hiện.
2. Tính chọn lọc : Mục tiêu dễ bị tấn công nhất là các ví có khóa công khai đã bị lộ, đặc biệt là các địa chỉ được sử dụng trong các giao dịch Bitcoin ban đầu. Kapil Dhiman, CEO của Quranium, cảnh báo: "Các đồng tiền của Satoshi sẽ trở thành mục tiêu dễ bị tấn công. Nếu những đồng tiền này được chuyển đi, niềm tin của mọi người vào Bitcoin sẽ hoàn toàn sụp đổ trước khi hệ thống sụp đổ. "
3. "Đánh cắp trước, giải mã sau : Kẻ tấn công có thể sao chép dữ liệu công khai trên blockchain ngay bây giờ và giải mã sau khi công nghệ điện toán lượng tử hoàn thiện. Ngay cả khi mạng hiện tại được nâng cấp để chuyển sang thuật toán an toàn hơn, các địa chỉ cũ, ví đã ngừng hoạt động từ lâu và một số mẫu hợp đồng thông minh vẫn có thể bị tấn công."

1.2 Khủng hoảng niềm tin và dòng thời gian: Hơn 1 triệu Bitcoin của Satoshi Nakamoto

Trung tâm An ninh mạng quốc gia của Vương quốc Anh khuyến nghị các tổ chức xác định lộ trình nâng cấp mật mã an toàn lượng tử vào năm 2028 và hoàn tất quá trình chuyển đổi vào khoảng năm 2035. Đối với các hệ thống blockchain được thiết kế để tồn tại trong nhiều thập kỷ, việc chuẩn bị phải bắt đầu ngay bây giờ.

Một số ước tính ban đầu cho thấy máy tính lượng tử có thể không thực sự hoạt động cho đến năm 2030. Điều này có nghĩa là thời gian dành cho ngành công nghiệp blockchain đang cạn dần.

Trong kịch bản tấn công máy tính lượng tử này, bản thân blockchain vẫn hoạt động bình thường—các khối vẫn tiếp tục được khai thác, và sổ cái vẫn còn nguyên vẹn, nhưng quyền sở hữu tài sản sẽ âm thầm thay đổi. Tình huống này còn đáng sợ hơn cả một trục trặc kỹ thuật vì nó phá hủy niềm tin của mọi người vào toàn bộ hệ thống.

Một khi hơn một triệu Bitcoin của Satoshi Nakamoto bắt đầu di chuyển, thị trường sẽ hoảng loạn. Ngay cả khi blockchain vẫn an toàn về mặt kỹ thuật, giá vẫn có thể giảm mạnh, gây ra phản ứng dây chuyền ảnh hưởng đến các thị trường tài chính truyền thống vốn đã áp dụng rộng rãi tiền điện tử.

"Nếu Bitcoin không giải quyết được vấn đề cơ học lượng tử trong năm tới, vàng sẽ luôn vượt trội hơn Bitcoin." Điều này được nêu trong một bài viết đăng trên X vào tháng trước bởi người sáng lập Carpriole, một quỹ đầu tư Bitcoin và tài sản kỹ thuật số định lượng.

Phần hai: Dự án "Wallfacer" của Layer 1

Có một tiền đề tuyệt vời trong *Vấn đề Tam Thể*: khi nhân loại phát hiện ra một nền văn minh ngoài hành tinh đang theo dõi mọi thứ trên Trái Đất thông qua "sophon", mọi kế hoạch phòng thủ sẽ bị phát hiện trước. Phải làm gì? Liên Hợp Quốc đề xuất "Dự án Wallfacer" - chọn ra một số "Wallfacer" và trao cho họ quyền huy động nguồn lực toàn cầu để chuẩn bị cho một cuộc xâm lược sắp xảy ra.

Đối mặt với tác động phá hoại trong tương lai của điện toán lượng tử, thế giới blockchain cũng cần những "người bảo vệ". Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã đóng vai trò này.

Từ năm 2022 đến năm 2024, NIST đã lựa chọn và triển khai lô thuật toán mật mã hậu lượng tử đầu tiên để chuẩn hóa. Những thuật toán mới này giống như vũ khí liên sao được phát triển trong "Bài toán Ba Vật Thể". Mặc dù phải trả giá bằng kích thước chữ ký lớn hơn và độ phức tạp khi sử dụng tăng lên, nhưng chúng vẫn cung cấp một giải pháp thực tế và khả thi cho blockchain để chống lại các cuộc tấn công lượng tử.

Đối mặt với cùng một mối đe dọa, các blockchain L1 khác nhau đã chọn những chiến lược sinh tồn khác nhau.

2.1 Chiến lược 1: Khám phá đa đường (thí nghiệm Wallfacer)

Trong *Bài toán Tam Thể*, những người theo chủ nghĩa Wallface có thể thử nghiệm theo nhiều hướng cùng lúc mà không cần phải giải thích với bất kỳ ai, bởi vì không ai biết con đường nào sẽ thành công. Một số dự án blockchain chính thống đã áp dụng chiến lược tương tự: thử nghiệm nhiều giải pháp kỹ thuật cùng lúc và tìm ra giải pháp tối ưu thông qua thực hành.

Ethereum: Khám phá kỹ thuật toàn diện

Nhóm nghiên cứu Ethereum đang phát triển một danh sách các nhiệm vụ di chuyển hậu lượng tử, bao gồm các loại giao dịch mới, thử nghiệm roll-up và các wrapper dựa trên zero-knowledge. Thay vì đặt cược vào một giải pháp duy nhất, họ đang đồng thời tiến triển theo nhiều hướng để xem con đường nào khả thi và hiệu quả nhất.

Nguồn: github.io

Solana: Nơi trú ẩn an toàn tùy chọn

Solana đã giới thiệu một kho lưu trữ chống lượng tử tùy chọn, cụ thể là giải pháp "Solana Winternitz Vault", giải pháp này đạt được điều này bằng cách triển khai hệ thống chữ ký dựa trên hàm băm tinh vi tạo ra một khóa mới cho mỗi giao dịch.

Nguồn: @deanmlittle

Sui: Một con đường nâng cấp dần dần

Nhóm nghiên cứu của Sui đã công bố một lộ trình nâng cấp an toàn lượng tử chuyên dụng, đề xuất cùng các đối tác học thuật một lộ trình nâng cấp tránh các hard fork phá hoại. Đây là một chiến lược dần dần—không phải một cuộc cách mạng một lần, mà là quá trình chuyển đổi từng bước sang bảo mật lượng tử, giảm thiểu tác động đến người dùng hiện tại.

Nguồn: @kostascrypto

Cốt lõi của chiến lược này là "sự lựa chọn": thay vì buộc mọi người phải nâng cấp, nó cung cấp nhiều lựa chọn, cho phép thị trường và người dùng tự quyết định.

2.2 Chiến lược hai: Chuyển đổi thế giới cũ (Dự án boongke)

"Dự án Nơi Trú Ẩn" trong *Vấn Đề Tam Thể* không phải là việc phá hủy và tái thiết, mà là xây dựng một nơi trú ẩn đằng sau một hành tinh khổng lồ—thế giới cũ vẫn tiếp tục hoạt động trong khi một hệ thống phòng thủ mới dần được thiết lập. Một số dự án blockchain đã áp dụng chiến lược tương tự: thêm một lớp bảo mật lượng tử vào hệ thống hiện có, cho phép các hệ thống cũ và mới cùng tồn tại, và cho phép người dùng di chuyển dần dần.

Algorand: Thêm biện pháp phòng thủ vào các nút quan trọng

Algorand là một ví dụ điển hình về công nghệ hậu lượng tử đang được áp dụng trong môi trường sản xuất. Năm 2022, công ty đã giới thiệu "Bằng chứng Trạng thái" (State Proofs), sử dụng FALCON, một sơ đồ chữ ký dạng lưới được chuẩn hóa bởi NIST. Những bằng chứng này xác minh trạng thái của sổ cái Algorand sau mỗi vài trăm khối, cung cấp dịch vụ xác minh an toàn lượng tử cho các chuỗi khác. Gần đây, Algorand cũng đã trình diễn một giao dịch hậu lượng tử hoàn chỉnh trên mạng chính của mình, giới thiệu các chữ ký logic dựa trên Falcon.

Nguồn: Algorand

Cardano: Một kế hoạch dài hạn với hai hướng đi song song

Mặc dù Cardano hiện vẫn sử dụng chữ ký Ed25519, đội ngũ của họ coi tính sẵn sàng lượng tử là một lợi thế khác biệt lâu dài. Nhà sáng lập Charles Hoskinson đã vạch ra một kế hoạch kết hợp chuỗi bằng chứng khái niệm độc lập, chứng chỉ Mithril và chữ ký hậu lượng tử tuân thủ NIST.

Nguồn: @IOHK_Charles

2.3 Chiến lược thứ ba: Thiết lập một thế giới mới (Thành phố vành đai sao)

Trong giai đoạn cuối của *Vấn đề Tam Thể*, nhân loại không còn nỗ lực bảo vệ Trái Đất nữa, mà thay vào đó, xây dựng một nền văn minh hoàn toàn mới trong không gian—thoát khỏi gánh nặng lịch sử và thỏa hiệp, được thiết kế ngay từ những viên gạch đầu tiên cho môi trường mới. Một số dự án blockchain mới đã chọn con đường này: xây dựng các hệ thống hoàn toàn kháng lượng tử ngay từ đầu.

Giao thức Naoris : Được đề cập trong đề xuất gửi lên Ủy ban Chứng khoán và Giao dịch Hoa Kỳ, tập trung vào cơ sở hạ tầng hậu lượng tử.

Quranium : Sử dụng thuật toán chữ ký số dựa trên băm không trạng thái được NIST chấp thuận (SPHINCS+) và được thiết kế cho thời đại lượng tử từ cấp độ giao thức.

Sổ cái chống lượng tử (QRL) : Ra mắt vào năm 2018, được xây dựng trên chữ ký XMSS dựa trên hàm băm và là một trong những blockchain chống lượng tử đầu tiên.

Những dự án này không cần phải xem xét khả năng tương thích ngược, di chuyển người dùng hiện tại hay tạo ra sự cân bằng khó khăn giữa hiệu suất và bảo mật. Chúng thiết lập các thuộc địa trực tiếp trong "vũ trụ mới", chờ đợi sự xuất hiện của kỷ nguyên lượng tử.

Phần Ba: Lý thuyết Rừng Tối – Mọi người đều phải đưa ra lựa chọn

3.1 Chiến lược đối phó cho người dùng cá nhân

Tránh tình trạng không hoạt động trong thời gian dài : Thường xuyên kiểm tra và cập nhật ví của bạn để tránh trở thành mục tiêu "ưa thích" của các cuộc tấn công lượng tử.

Chuẩn bị cho các nâng cấp khóa : Trong những năm tới, các loại tài khoản mới, tùy chọn chữ ký kết hợp và mẹo về ví dự kiến sẽ khuyến khích người dùng nâng cấp khóa cho các tài sản có giá trị cao.

Tập trung vào tính linh hoạt của mật mã : Chọn các hệ sinh thái có thể thêm và xoay vòng các nguyên hàm mật mã mà không tạo ra các hard fork mang tính phá hoại.

3.2 Thẩm định nhà đầu tư

Tính minh bạch của lộ trình : Dự án có lộ trình hậu lượng tử được ghi chép rõ ràng không?

Triển khai thực tế : Có nguyên mẫu hoặc chức năng thực tế nào không, hay đó chỉ là chiêu trò tiếp thị?

Dòng thời gian : Dự án đã bắt đầu chuẩn bị cho mối đe dọa lượng tử vào những năm 2030 chưa?

Kết luận: Đưa thời gian vào quá trình tiến hóa chuỗi

Trong *Vấn đề Tam Thể*, "Kiếm Sĩ" có thể một mình quyết định số phận của nhân loại, nhưng không có nhân vật nào như vậy trong thế giới blockchain. Mỗi dự án đều đang khám phá con đường riêng của mình; giải pháp của ai sẽ hiệu quả? Không ai biết. Nhưng đây chính xác là tính bền bỉ của phi tập trung - không có điểm lỗi duy nhất, và không có câu trả lời duy nhất.

Mối đe dọa của điện toán lượng tử không phải là kết thúc, mà là sự khởi đầu. Blockchain có thể không thể lưu giữ toàn bộ quá khứ, nhưng miễn là các nguyên tắc cốt lõi vẫn còn tồn tại - phi tập trung, chống kiểm duyệt và không tin tưởng - thì nền văn minh sẽ tiếp tục.

Mang lại nền văn minh cho các thời đại và cho thời gian một sự tiến hóa theo chuỗi —chỉ có nền văn minh đã chuẩn bị mới có thể bước vào chiều không gian tiếp theo.

"Tiến lên! Tiến lên!"

Lưu ý: Các thông tin cốt lõi trong bài viết này được trích từ các báo cáo công khai của các phương tiện truyền thông như Cointelegraph và các cơ sở tri thức công cộng như Wikipedia. Tác giả đã tự mình hoàn thành việc tích hợp thông tin, xây dựng khung phân tích và trình bày trực quan. Toàn bộ bài viết ban đầu sử dụng các phép ẩn dụ từ "Bài toán Ba Thể" để phân loại lại và diễn giải sâu sắc các chiến lược hậu lượng tử trong không gian blockchain.