Google đạt đột phá lớn trong tính toán lượng tử, thế giới mã hóa cần 'thay khóa' sớm

Original | Odaily (@OdailyChina)

Author｜Azuma (@azuma_eth)

Mối đe dọa của điện toán lượng tử đối với tiền mã hóa một lần nữa trở thành tâm điểm thảo luận trên mạng quốc tế.

Cái gọi là "mối đe dọa lượng tử", chỉ việc các máy tính lượng tử đủ mạnh trong tương lai có thể phá vỡ nền tảng mật mã bảo vệ an ninh cho các loại tiền mã hóa hiện tại, từ đó có khả năng phá hủy mô hình bảo mật của chúng.

Vào tháng 11 năm ngoái, khi Vitalik đề cập đến mối đe dọa lượng tử tại hội nghị Devconnect, Odaily đã từng viết một bài viết có tiêu đề "Thuyết đe dọa lượng tử lại nổi lên, nền tảng của tiền mã hóa có bị lung lay?". Logic cốt lõi của bài viết lúc đó là, mặc dù mối đe dọa lượng tử tồn tại khách quan, nhưng thứ nhất, vẫn còn một khoảng thời gian nhất định trước khi mối đe dọa thực sự ập đến; thứ hai, tiền mã hóa có thể nâng cấp để tích hợp các thuật toán chống lượng tử, từ đó hoàn thành việc "thay ổ khóa".

Nói cách khác, đó là "đáng để coi trọng, nhưng chưa phải là khẩn cấp". Nhưng lần này, tâm lý thị trường đã có sự thay đổi rõ rệt.

Điều gì đã xảy ra gần đây?

Lý do khiến mối đe dọa lượng tử lần này lại khuấy động thị trường, ngòi nổ nằm ở hai động thái liên tiếp được đưa ra bởi nhóm nghiên cứu lượng tử của Google (Google Quantum AI), dẫn đầu bởi các chuyên gia như bậc thầy mạch lượng tử hàng đầu thế giới Craig Gidney.

Thứ nhất, vào ngày 25 tháng 3, Google chính thức đề xuất lộ trình chuyển đổi mật mã hậu lượng tử (PQC) của họ sẽ nhắm mục tiêu vào năm 2029; thứ hai, vào ngày 31 tháng 3, Google Quantum AI lại đặc biệt công bố một báo cáo nghiên cứu hướng đến ngành công nghiệp tiền mã hóa, trực tiếp tuyên bố rằng theo các nghiên cứu mới nhất, tài nguyên cần thiết để máy tính lượng tử tương lai phá vỡ mật mã đường cong elliptic bảo vệ tiền mã hóa ít hơn nhiều so với nhận thức trước đây.

Theo bài viết và báo cáo nghiên cứu đi kèm mà Google công bố ngày 31 tháng 3, nhóm của họ đã biên dịch hai mạch lượng tử mới cho thuật toán Shor nhằm giải quyết bài toán logarit rời rạc trên đường cong elliptic 256-bit (ECDLP-256): một loại cần ít hơn 1200 qubit logic và 90 triệu cổng Toffoli, loại còn lại cần ít hơn 1450 qubit logic và 70 triệu cổng Toffoli.

Google ước tính thêm, dưới giả định kiến trúc máy tính lượng tử siêu dẫn mà họ đặt ra, về lý thuyết, các mạch như vậy có thể được thực thi hoàn tất trong vòng vài phút trên một máy tính lượng tử chịu lỗi với "ít hơn 500 nghìn qubit vật lý". So với các ước tính trước đây, điều này có nghĩa là số lượng qubit vật lý cần thiết để phá vỡ ECDLP-256 đã giảm khoảng 20 lần.

Nếu trước đây trí tưởng tượng của thị trường về mối đe dọa lượng tử vẫn dừng lại ở mức "cần vài triệu, thậm chí hàng chục triệu qubit vật lý, cảm giác rất xa vời thực tế", thì cú sốc lớn nhất từ bài báo của Google lần này nằm ở chỗ, nó đã kéo ngưỡng cửa tưởng chừng xa vời đó lại gần thế giới thực một bước rất lớn.

Điều đáng suy ngẫm hơn là, lần này Google không công khai đầy đủ các chi tiết mạch cơ bản nhạy cảm nhất như các bài báo học thuật truyền thống, mà thay vào đó tuyên bố rằng họ đã trao đổi với chính phủ Hoa Kỳ và đã chứng minh kết quả ước tính của mình thông qua bằng chứng không tiết lộ thông tin (ZK). Google cho biết, hành động này nhằm tránh tiết lộ mạch lượng tử cơ bản, ngăn chặn việc bị các bên thứ ba lạm dụng. Điều này cũng gián tiếp cho thấy, có thể chính Google cũng cho rằng, nghiên cứu lần này không chỉ đơn thuần là sự phô trương công nghệ trên giấy tờ, mà là một sự tiết lộ năng lực mang theo mối đe dọa an ninh thực sự.

Điều này có ý nghĩa gì?

Trước tiên cần làm rõ một điểm, lần này Google không nói rằng "Bitcoin và Ethereum sẽ bị tấn công vào ngày mai"; mà đang nói về một điều đáng cảnh giác khác - ngưỡng tài nguyên lượng tử cần thiết để phá vỡ mật mã đường cong elliptic chủ đạo hiện nay đã bị hạ thấp đáng kể.

Điều trước có nghĩa là cuộc tấn công thực tế đã ở ngay trước mắt; điều sau có nghĩa là nhận định về thời gian trước đây của ngành cần được điều chỉnh. Năm ngoái, khi Vitalik cảnh báo về mối đe dọa lượng tử, ngành công nghiệp vẫn hiểu sự việc này nhiều hơn như một rủi ro dài hạn, bởi trong nhận thức chủ đạo, máy tính lượng tử thực sự có thể đe dọa hệ thống mã hóa vẫn còn rất xa vời; nhưng nghiên cứu lần này của Google tương đương với việc đẩy vạch cảnh báo vốn trông còn rất xa đó tiến lên một bước rất lớn.

Đây cũng là lý do tại sao phản ứng của thị trường lần này rõ ràng mạnh mẽ hơn so với năm ngoái, nhiều nhân vật lớn đã bày tỏ sự kinh ngạc trước tiến triển này của Google trên mạng xã hội.

Haseeb Qureshi, đối tác tại Dragonfly Capital, đã đăng bài trên X cho biết: "Thật không thể tin nổi... và việc Google không tiết lộ mạch hoàn chỉnh là rất hiếm gặp, điều này cho thấy Google coi vấn đề này là nghiêm trọng. Tất cả các blockchain cần sớm xây dựng kế hoạch chuyển đổi. Thời kỳ hậu lượng tử không còn là diễn tập nữa."

Justin Drake, cựu nhà nghiên cứu của Ethereum Foundation chuyên về điện toán lượng tử, cũng cho biết: "Hôm nay là một ngày mang tính bước ngoặt đối với điện toán lượng tử và mật mã học... Dựa trên trao đổi của tôi với nhóm, tôi tin rằng kết quả nghiên cứu của Google Quantum AI là thận trọng."

Thời kỳ hậu lượng tử không còn chỉ là diễn tập

Trong báo cáo nghiên cứu hướng đến tiền mã hóa này, Google trực tiếp kêu gọi ngành công nghiệp: "Tính cấp thiết phải hành động ngay bây giờ đang tăng lên."

Mặc dù mật mã hậu lượng tử không phải là một lĩnh vực hoàn toàn trống trải. Trong vài năm qua, ngành công nghiệp tiền mã hóa đã thảo luận về nhiều con đường nâng cấp tiềm năng, "ổ khóa mới" về lý thuyết không phải là không có. Nhưng vấn đề rắc rối nằm ở chỗ, việc nâng cấp trong thế giới blockchain không bao giờ chỉ đơn giản là thay thế thuật toán, nó còn liên quan đến khả năng tương thích trên chuỗi, cơ sở hạ tầng ví, hệ thống địa chỉ, chi phí di chuyển người dùng, và vấn đề phối hợp cộng đồng hóc búa nhất. Đặc biệt là đối với các mạng lưới có quy mô lớn, tài sản lịch sử phức tạp, người tham gia hệ sinh thái đông đảo như Bitcoin, Ethereum, bất kỳ lần nâng cấp nào liên quan đến hệ thống mật mã cơ bản đều không thể hoàn thành nhanh chóng chỉ dựa vào một bài báo hoặc vài cuộc thảo luận cộng đồng. Nó cần sự tham gia chung của lớp giao thức, máy khách, ví, sàn giao dịch, tổ chức lưu ký, thậm chí cả người dùng thông thường, và cũng cần một thời gian đệm đủ dài.

Nhưng thực tế khách quan đã đặt ra, dù thế nào đi nữa, kế hoạch thời gian "thay ổ khóa" cũng phải được đẩy lên sớm hơn. Về lộ trình thời gian cụ thể, Google đặt mục tiêu chuyển đổi cho chính mình là năm 2029, và Google Quantum AI trong bài viết cũng đề cập đang hợp tác với các tổ chức như Coinbase, Viện Nghiên cứu Blockchain Stanford và Ethereum Foundation để tiến hành một cách có trách nhiệm theo kế hoạch thời gian năm 2029.

Tóm lại, điều mà Google mang đến lần này, không phải là một bản án cuối cùng rằng "thế giới mã hóa sẽ bị hủy diệt bởi điện toán lượng tử vào ngày mai", mà là đặt một đồng hồ đếm ngược rõ ràng cho quả bom này.

Đối với mỗi dự án mã hóa, điều này có nghĩa là một ranh giới an ninh phân chia hoàn toàn mới. Ai có thể thừa nhận vấn đề sớm hơn, thúc đẩy nâng cấp, hoàn thành việc "thay ổ khóa", người đó sẽ có nhiều cơ hội hơn để tiếp tục bảo vệ ranh giới an ninh của mình trong thời đại tiếp theo.