Nhà nghiên cứu người Ý phá vỡ khóa elliptic 15-bit bằng máy tính lượng tử 70 qubit, nhận thưởng 1 BTC, khoảng cách với khóa 256-bit bảo vệ Bitcoin thực vẫn còn rất lớn nhưng đang thu hẹp.
Lần đầu tiên trong lịch sử, một cuộc tấn công lượng tử vào mật mã đường cong elliptic, nền tảng bảo mật của Bitcoin và hầu hết các blockchain lớn, được thực hiện thành công trên phần cứng có thể truy cập công khai.
Project Eleven xác nhận đã trao giải thưởng Q-Day Prize trị giá 1 Bitcoin, tương đương gần 78.000 USD, cho nhà nghiên cứu người Ý Giancarlo Lelli sau khi ông phá vỡ một khóa mật mã đường cong elliptic 15-bit bằng biến thể của thuật toán Shor trên máy tính lượng tử khoảng 70 qubit. Kết quả được thẩm định độc lập bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Wisconsin–Madison và công ty phần mềm lượng tử qBraid.
Cần đặt thành tựu này vào đúng tỷ lệ: khóa 15-bit với 32.767 giá trị khả dĩ nhỏ hơn rất nhiều so với hệ mật mã 256-bit đang bảo vệ các ví Bitcoin thực tế. Tuy nhiên, đây là màn trình diễn công khai lớn nhất từ trước đến nay về loại tấn công này, vượt qua lời chỉ trích thường gặp rằng máy tính lượng tử hiện tại chỉ có thể xử lý các phép tính tầm thường.
“Chúng ta vẫn còn cách khá xa so với thời điểm có thể thực sự phá vỡ Bitcoin,” Giám đốc điều hành Project Eleven, Alex Pruden, thừa nhận, “nhưng sẽ mất bao lâu để thu hẹp khoảng cách đó, và liệu chúng ta có nhận ra khi tiến gần hơn hay không, điều đó chưa thể xác định.”
Lộ trình đến “Ngày Q” và cuộc đua chuẩn bị của ngành
Các ước tính về ngưỡng phần cứng cần thiết để đe dọa Bitcoin thực tế đang phân kỳ đáng kể giữa các tổ chức nghiên cứu. Một nghiên cứu của Google ước tính việc phá vỡ Bitcoin có thể cần dưới 500.000 qubit vật lý, trong khi nghiên cứu từ Caltech và Oratomic đưa ra con số thấp hơn nhiều, khoảng 10.000 đến 20.000 qubit, nếu sử dụng kiến trúc nguyên tử trung hòa.
Tháng 3 vừa qua, Google đặt mốc năm 2029 để chuyển đổi hệ thống nội bộ sang mật mã hậu lượng tử. Pruden cũng coi 2029 là kịch bản xấu nhất cho “Ngày Q,” nhưng thừa nhận rằng tốc độ đột phá công nghệ rất khó dự đoán, và tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo có thể rút ngắn mốc thời gian này thêm nữa, bằng cách cải thiện cơ chế sửa lỗi lượng tử hoặc xác định các điểm mật mã yếu hơn để khai thác.
Rủi ro tiềm tàng không nhỏ. Project Eleven ước tính khoảng 6,9 triệu Bitcoin hiện nằm trong các ví có khóa công khai hiển thị trên chuỗi, tức là về mặt lý thuyết có thể bị tấn công nếu máy tính lượng tử quy mô lớn xuất hiện. Cộng đồng phát triển Bitcoin đang đánh giá đề xuất BIP-360, vốn sẽ giới thiệu định dạng giao dịch kháng lượng tử, và BIP-361, nhằm dần loại bỏ các cơ chế chữ ký cũ và đóng băng các đồng tiền không được chuyển đổi.
Phía Ethereum, Quỹ Ethereum đã lập nhóm an ninh hậu lượng tử riêng, và đồng sáng lập Vitalik Buterin đề xuất lộ trình thay thế toàn bộ các thành phần mật mã dễ bị tổn thương trong hệ thống.
Lelli, người dành một năm tự học lĩnh vực lượng tử để tham gia cuộc thi, tóm gọn tinh thần của kết quả này một cách thận trọng: “Chúng ta nên xem đây là dấu hiệu cho thấy công nghệ đang tiến bộ, và điều đó là tích cực, nhưng không nên chủ quan.” Trong một lĩnh vực mà khoảng cách giữa thành tựu phòng thí nghiệm và mối đe dọa thực tế vẫn còn rất lớn, đó có lẽ là cách đọc chính xác nhất về thời điểm hiện tại.
