Mối đe dọa từ chip lượng tử đối với Bitcoin: Thực tế hay chỉ là lo ngại bị thổi phồng?

*Chip lượng tử có thực sự đe dọa Bitcoin hay chỉ là lo ngại bị thổi phồng?*

Máy tính lượng tử là gì và tại sao chúng có thể đe dọa Bitcoin?

Máy tính truyền thống hoạt động trên hệ nhị phân, sử dụng các bit có giá trị 0 hoặc 1 để thực hiện tính toán. Trong khi đó, máy tính lượng tử sử dụng các qubit, có thể tồn tại ở cả hai trạng thái 0 và 1 cùng một lúc nhờ vào nguyên lý chồng chất lượng tử. Điều này giúp máy tính lượng tử có thể xử lý nhiều phép tính đồng thời, mang lại tốc độ tính toán vượt trội so với máy tính truyền thống.

Một trong những ứng dụng quan trọng của máy tính lượng tử là giải quyết các bài toán mật mã phức tạp mà máy tính hiện tại mất hàng nghìn năm mới có thể xử lý. Điều này đặt ra câu hỏi: Liệu máy tính lượng tử có thể phá vỡ hệ thống bảo mật của Bitcoin?

Cách Bitcoin bảo mật thông tin và nguy cơ bị tấn công

Bitcoin sử dụng thuật toán chữ ký số ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) để tạo public key và private key. Khi một người dùng gửi Bitcoin, họ cần sử dụng private key để tạo chữ ký số, xác nhận quyền sở hữu.

Hệ thống này an toàn vì với các máy tính hiện tại, việc tính toán ngược từ public key để tìm ra private key là gần như bất khả thi. Tuy nhiên, nếu một máy tính lượng tử đủ mạnh ra đời, nó có thể thực hiện việc này trong thời gian ngắn, giúp kẻ tấn công đánh cắp Bitcoin từ bất kỳ địa chỉ nào có public key đã được công khai trước đó.

Schor's algorithm could make it possible to reverse-engineer private keys tied to any bitcoin wallet with an exposed public key.

It enables two types of attacks:
- A “long-range” attack affects only wallets with exposed public keys
- A “short-range” attack affects all wallets. pic.twitter.com/DnjTwGGy26
— River (@River) January 30, 2025

Ngoài ra, Bitcoin còn sử dụng thuật toán SHA-256 để đào khối mới và bảo vệ tính toàn vẹn của mạng lưới. Một số giả thuyết cho rằng máy tính lượng tử có thể phá vỡ thuật toán này, nhưng nguy cơ này thấp hơn nhiều so với việc phá vỡ ECDSA.

Máy tính lượng tử đã đủ mạnh để đe dọa Bitcoin chưa?

Mặc dù về mặt lý thuyết, máy tính lượng tử có thể phá vỡ hệ thống mã hóa của Bitcoin nhưng thực tế vẫn còn rất xa vời. Hiện nay, các máy tính lượng tử mạnh nhất trên thế giới chỉ có vài trăm qubit, trong khi để bẻ khóa ECDSA, cần một máy tính lượng tử có ít nhất 1 triệu qubit ổn định.

Vào tháng 2/2025, Microsoft ra mắt chip lượng tử Majorana 1 và Google cũng đang phát triển chip Willow. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán rằng phải mất ít nhất 10-20 năm nữa, hoặc thậm chí lâu hơn, mới có thể đạt đến ngưỡng 1 triệu qubit.

1 million qubits can potentially crack a Bitcoin address.

Microsoft says its new chip creates a path to get there.

How long does Bitcoin have to become quantum-resistant? And what’s actually at risk?

We break it down in this 🧵 pic.twitter.com/gY2hRJILMu
— River (@River) February 20, 2025

Một số nhà nghiên cứu còn cho rằng, ngay cả khi máy tính lượng tử đạt đến ngưỡng này, chúng sẽ được sử dụng cho những mục đích khác như nghiên cứu y học, vật liệu tiên tiến hoặc tài chính truyền thống trước khi trở thành mối đe dọa thực sự với Bitcoin.

Cộng đồng Bitcoin đã chuẩn bị gì?

Mặc dù mối đe dọa từ máy tính lượng tử vẫn còn xa nhưng cộng đồng Bitcoin đã có kế hoạch đối phó từ sớm. Một trong những giải pháp đang được nghiên cứu là nâng cấp hệ thống chữ ký số của Bitcoin lên các thuật toán kháng lượng tử.

Một trong những đề xuất đáng chú ý là BIP-360, đề xuất thay thế ECDSA bằng các thuật toán chữ ký hậu lượng tử. Điều này có thể được triển khai thông qua một bản cập nhật mềm (soft fork), giúp Bitcoin chuyển đổi dần dần sang hệ thống bảo mật mới mà không làm gián đoạn hoạt động của mạng lưới.

Ngoài ra, các công nghệ mã hóa mới như chữ ký dựa trên mạng lưới (lattice-based signatures) đang được nghiên cứu và có thể trở thành giải pháp tối ưu trong tương lai.

It is VERY fair to debate the timeline of a quantum threat to Bitcoin. I'm personally quite skeptical it's a near-term problem.

However, a lot of people are saying "everything will break with QC, including the entire banking system, so if Bitcoin breaks everything does". This is…
— Alexander Leishman 🇺🇸 (@Leishman) February 20, 2025

Mối đe dọa thực sự hay chỉ là lo ngại bị thổi phồng?

Dựa trên những phân tích trên, có thể thấy rằng máy tính lượng tử chưa phải là mối đe dọa tức thì đối với Bitcoin. Sự phát triển của công nghệ này còn gặp nhiều rào cản kỹ thuật và nếu một máy tính lượng tử đủ mạnh ra đời, cộng đồng Bitcoin có đủ thời gian để nâng cấp hệ thống bảo mật.

Tuy nhiên, việc chuẩn bị sớm vẫn là điều cần thiết. Nếu Bitcoin muốn duy trì vị thế là một loại tài sản kỹ thuật số an toàn và đáng tin cậy, việc chuyển đổi sang các thuật toán kháng lượng tử trong tương lai là điều không thể tránh khỏi.

Đọc thêm: