Bitcoin và Ethereum chạy đua với máy tính lượng tử: Mốc 2029 đang đến gần

Bitcoin và Ethereum đang đứng trước một bài toán công nghệ có thể trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành tiền điện tử trong thập kỷ tới: làm thế nào bảo vệ tài sản kỹ thuật số trước sự phát triển của máy tính lượng tử.

Hiện tại, mối đe dọa này vẫn chưa trở thành hiện thực. Chưa có máy tính lượng tử nào được chứng minh là đủ khả năng phá vỡ hệ thống mật mã đang bảo vệ Bitcoin hay Ethereum ở quy mô thực tế.

Tuy nhiên, thời điểm chuẩn bị đang được các nhà phát triển đẩy lên sớm hơn.

Đáng chú ý, mốc năm 2029 đang bắt đầu xuất hiện trong cả hai câu chuyện: một bên là kế hoạch phát triển những máy tính lượng tử có khả năng chịu lỗi, bên còn lại là quá trình chuyển đổi hệ thống tiền điện tử sang các phương pháp mã hóa có khả năng chống lại máy tính lượng tử.

Điều này tạo ra một cuộc chạy đua mà Bitcoin và Ethereum không thể chờ đến khi mối đe dọa xuất hiện mới bắt đầu hành động.

Mỹ đầu tư 300 triệu USD vào điện toán lượng tử

Bối cảnh này càng đáng chú ý khi Washington đang tăng cường đầu tư vào ngành điện toán lượng tử.

Bộ Thương mại Hoa Kỳ hôm thứ Ba đã hoàn tất các khoản tài trợ theo Đạo luật CHIPS, với mức lên tới 100 triệu USD cho mỗi công ty Rigetti, D-Wave và Quantinuum. Chính phủ Mỹ đồng thời nắm giữ cổ phần thiểu số trong cả ba doanh nghiệp điện toán lượng tử này.

Tổng giá trị khoản hỗ trợ lên tới khoảng 300 triệu USD.

Nguồn vốn được hướng tới việc mở rộng quy mô phần cứng, năng lực sản xuất và các hệ thống sửa lỗi lượng tử. Đây là những thành phần đặc biệt quan trọng nếu ngành điện toán lượng tử muốn chuyển từ các hệ thống thử nghiệm sang những cỗ máy lớn hơn và có khả năng chịu lỗi cao.

Máy tính lượng tử hiện nay vẫn còn cách khá xa mục tiêu có thể phá vỡ các hệ thống mật mã phổ biến. Tuy nhiên, tốc độ đầu tư vào phần cứng cho thấy ngành công nghệ đang chuẩn bị cho một giai đoạn mà năng lực tính toán lượng tử có thể tăng mạnh.

Ethereum đặt mục tiêu chống lượng tử vào cuối năm 2029

Trong số hai blockchain lớn, Ethereum hiện có một kế hoạch thời gian tương đối rõ ràng.

Nhóm phát triển giao thức Ethereum đã đặt mục tiêu đến tháng 12/2029 để lớp nền tảng của mạng có khả năng chống lượng tử trên các thành phần quan trọng, bao gồm lớp thực thi, lớp đồng thuận và dữ liệu.

Kế hoạch này được xây dựng theo hướng không chờ đợi đến khi “ngày lượng tử” thực sự xảy ra.

Nói cách khác, Ethereum muốn chuẩn bị trước khi một máy tính lượng tử có khả năng tấn công mật mã trở thành hiện thực.

Điểm khó nằm ở chỗ blockchain không chỉ bao gồm một lớp giao thức duy nhất. Ethereum còn có hàng triệu ví, ứng dụng phi tập trung, sàn giao dịch, hợp đồng thông minh và người dùng. Vì vậy, ngay cả khi lớp cơ sở được nâng cấp, quá trình chuyển đổi toàn bộ hệ sinh thái sang các phương pháp chữ ký mới có thể mất thêm nhiều thời gian.

Bitcoin chưa có thời hạn chung nhưng đang tăng tốc

Bitcoin hiện không có một thời hạn chuyển đổi hậu lượng tử thống nhất cho toàn mạng lưới.

Tuy nhiên, công việc liên quan đến vấn đề này đã được đẩy nhanh trong năm nay, đặc biệt xoay quanh Bitcoin Improvement Proposal (BIP)-360 và BIP-361.

BIP-360 đề xuất một loại đầu ra có khả năng chống lại các mối đe dọa từ máy tính lượng tử.

Trong khi đó, BIP-361 đưa ra lộ trình chuyển đổi từng bước khỏi các chữ ký mật mã đang được Bitcoin sử dụng, bao gồm ECDSA và Schnorr.

Các nhà nghiên cứu và tổ chức trong hệ sinh thái Bitcoin cũng đã thảo luận về năm 2029 như một mốc quan trọng để xây dựng một lộ trình chuyển đổi đủ khả thi.

Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng năm 2029 không đồng nghĩa với việc Bitcoin sẽ bị máy tính lượng tử tấn công vào năm đó.

Đây là thời điểm được xem như một mốc chuẩn bị để giảm nguy cơ hệ thống phải thực hiện một cuộc chuyển đổi khẩn cấp khi công nghệ lượng tử tiến quá nhanh.

Máy tính lượng tử thực sự nguy hiểm đến mức nào?

Một trong những câu hỏi quan trọng nhất là: khi nào máy tính lượng tử đủ mạnh để phá vỡ mật mã của Bitcoin và Ethereum?

Đầu năm nay, Google Quantum AI ước tính rằng một cuộc tấn công vào mật mã đường cong elip 256 bit có thể cần ít hơn 1.200 qubit đã được sửa lỗi.

Qubit là đơn vị thông tin cơ bản của máy tính lượng tử, tương tự như bit trong máy tính truyền thống nhưng có những đặc tính lượng tử đặc biệt.

Con số 1.200 qubit nói trên cần được hiểu rất thận trọng. Số qubit vật lý và số qubit logic không tương đương nhau. Một hệ thống lượng tử thực tế cần nhiều qubit vật lý để tạo ra một qubit logic có khả năng hoạt động ổn định.

Chính vấn đề sửa lỗi này là một trong những trở ngại lớn nhất của ngành điện toán lượng tử.

IBM và Quantinuum hướng tới những cỗ máy lớn hơn

Trong khi các nhà phát triển blockchain chuẩn bị cho tương lai, các công ty điện toán lượng tử cũng đang đặt ra những mục tiêu ngày càng tham vọng.

IBM có kế hoạch ra mắt Starling vào năm 2029, hướng tới một cỗ máy có khả năng thực hiện khoảng 100 triệu cổng logic trên 200 qubit logic.

Quantinuum cũng đặt mục tiêu đạt được hàng trăm qubit logic vào khoảng thời gian tương tự.

Các con số này không thể được so sánh trực tiếp với ước tính của Google Quantum AI về khả năng tấn công mật mã. Tuy nhiên, chúng cho thấy lý do tại sao các nhà phát triển Bitcoin và Ethereum không muốn chờ đến khi một cỗ máy có khả năng đe dọa mật mã đã xuất hiện.

Một hệ thống tài chính kỹ thuật số trị giá hàng trăm tỷ USD không thể chuyển đổi công nghệ mã hóa chỉ trong vài tháng.

Bitcoin đối mặt với bài toán đặc biệt khó

Trong cuộc đua hậu lượng tử, Bitcoin có một vấn đề riêng rất phức tạp.

Hàng triệu bitcoin nằm trong những địa chỉ mà khóa công khai đã từng được công khai. Điều này làm tăng mức độ quan tâm đối với nguy cơ một máy tính lượng tử trong tương lai có thể sử dụng khóa công khai để tìm ra khóa riêng tương ứng.

Một trong những trường hợp được nhắc đến nhiều nhất là lượng bitcoin được cho là thuộc về nhà sáng lập Bitcoin, Satoshi Nakamoto, với ước tính khoảng 1 triệu BTC.

Nếu một phương pháp mã hóa mới được triển khai nhưng những đồng tiền cũ vẫn nằm trong các địa chỉ có khả năng bị tấn công, mạng lưới sẽ phải đối mặt với một vấn đề rất khó: làm thế nào xử lý những tài sản chưa được chuyển sang cơ chế bảo vệ mới?

BIP-361 đề xuất hạn chế các chữ ký cũ sau một giai đoạn chuyển đổi.

Nhưng biện pháp này cũng tạo ra một câu hỏi gây tranh luận: nếu chủ sở hữu bitcoin không chuyển tài sản trước thời hạn, số tiền đó có thể bị mắc kẹt.

Đây không chỉ là một vấn đề kỹ thuật mà còn liên quan đến quyền sở hữu tài sản và cách thức thay đổi một hệ thống phi tập trung.

Ethereum có bài toán phối hợp toàn hệ sinh thái

Ethereum lại đối mặt với một thách thức khác.

Mạng lưới có một nhóm chuyên trách về hậu lượng tử và một mục tiêu thời gian tương đối rõ ràng. Tuy nhiên, việc nâng cấp lớp cơ sở chỉ là bước đầu.

Ví, ứng dụng, sàn giao dịch, nhà cung cấp dịch vụ và hàng triệu người dùng cũng cần chuyển sang các lược đồ chữ ký mới.

Điều này có thể khiến quá trình chuyển đổi kéo dài sau khi các thay đổi ở lớp giao thức đã được triển khai.

Ethereum có lợi thế ở khả năng nâng cấp giao thức linh hoạt hơn Bitcoin trong một số trường hợp, nhưng chính quy mô và tính phức tạp của hệ sinh thái lại khiến việc phối hợp trở thành một thách thức lớn.

Vì sao không thể chờ máy tính lượng tử xuất hiện?

Một quan niệm dễ gây nhầm lẫn là blockchain chỉ cần thay đổi thuật toán mã hóa khi máy tính lượng tử đủ mạnh.

Trên thực tế, quá trình chuyển đổi có thể mất nhiều năm.

Các nhà phát triển phải thiết kế thuật toán mới, kiểm tra bảo mật, thử nghiệm trên mạng, thống nhất thay đổi giao thức, cập nhật phần mềm và cuối cùng thuyết phục người dùng chuyển tài sản.

Đối với Bitcoin, mọi thay đổi quan trọng đều có thể liên quan đến tranh luận cộng đồng và quá trình đồng thuận rất phức tạp.

Đối với Ethereum, việc nâng cấp phải tính đến sự tương thích với hàng loạt ứng dụng và công cụ đang hoạt động trên mạng.

Do đó, việc bắt đầu chuẩn bị từ trước năm 2029 là một cách để giảm nguy cơ phải chạy đua trong tình trạng khẩn cấp.

Cuộc đua thực sự không phải Bitcoin đối đầu máy tính lượng tử

Nhìn rộng hơn, câu chuyện hiện tại không đơn giản là Bitcoin và Ethereum đối đầu với máy tính lượng tử.

Đây là cuộc chạy đua giữa hai tốc độ phát triển công nghệ.

Một bên là các kỹ sư đang cố gắng xây dựng những máy tính lượng tử lớn hơn, ổn định hơn và có khả năng chịu lỗi tốt hơn.

Bên kia là các nhà phát triển blockchain đang cố gắng thay thế những công nghệ mật mã đã được tích hợp sâu vào hệ thống tài sản kỹ thuật số.

Vấn đề cốt lõi là liệu Bitcoin và Ethereum có thể hoàn thành quá trình chuyển đổi trước khi năng lực điện toán lượng tử thu hẹp khoảng cách với mức cần thiết để tấn công mật mã.

Với hàng trăm tỷ USD tài sản đang được lưu trữ trên các mạng blockchain lớn, đây không còn là một bài toán thuần túy mang tính học thuật.

Nó có thể trở thành một trong những vấn đề an ninh quan trọng nhất của ngành tài sản kỹ thuật số trong thập kỷ tới.

Năm 2029 có thể là mốc chuẩn bị, không phải “ngày tận thế” của crypto

Sự kết hợp giữa khoản đầu tư 300 triệu USD của Mỹ vào ba công ty điện toán lượng tử và những nỗ lực hậu lượng tử đang diễn ra trong Bitcoin, Ethereum cho thấy vấn đề này đang được nhìn nhận nghiêm túc hơn.

Nhưng cần tránh suy diễn rằng Bitcoin hoặc Ethereum sẽ bị máy tính lượng tử phá vỡ vào năm 2029.

Điều đáng chú ý hơn là khoảng thời gian chuẩn bị đang bị thu hẹp.

Các blockchain lớn cần thời gian để nghiên cứu thuật toán mới, kiểm thử, nâng cấp giao thức và đưa hàng triệu người dùng sang những phương thức bảo mật mới. Trong khi đó, ngành điện toán lượng tử cũng đang đầu tư mạnh vào phần cứng, sửa lỗi và khả năng mở rộng.

Vì vậy, cuộc đua thực sự là cuộc đua về thời gian.

Nếu Bitcoin và Ethereum chuyển đổi thành công trước khi máy tính lượng tử đạt đến khả năng đe dọa mật mã, rủi ro có thể được kiểm soát. Ngược lại, nếu tốc độ phát triển phần cứng vượt xa quá trình nâng cấp blockchain, thị trường tiền điện tử có thể phải đối mặt với một thách thức an ninh chưa từng có.

Năm 2029 vì thế nên được nhìn nhận như một cột mốc cảnh báo và chuẩn bị, thay vì một lời tiên đoán về “ngày lượng tử” sẽ phá hủy Bitcoin hay Ethereum.

Câu hỏi về Bitcoin và Ethereum

Máy tính lượng tử đã có thể hack Bitcoin chưa?

Chưa. Hiện chưa có máy tính lượng tử nào được chứng minh là có khả năng phá vỡ hệ thống mật mã của Bitcoin ở quy mô thực tế. Mối đe dọa hiện tại chủ yếu là rủi ro trong tương lai.

Tại sao năm 2029 được nhắc đến nhiều?

Năm 2029 xuất hiện trong nhiều kế hoạch liên quan đến điện toán lượng tử và blockchain. Ethereum đặt mục tiêu hoàn thiện khả năng chống lượng tử cho lớp nền tảng vào tháng 12/2029, trong khi IBM và Quantinuum cũng hướng tới những bước tiến lớn về máy tính lượng tử vào khoảng thời gian này.

Bitcoin có kế hoạch chống lượng tử không?

Có. Các đề xuất như BIP-360 và BIP-361 đang được nghiên cứu nhằm tạo ra đầu ra hậu lượng tử và xây dựng lộ trình chuyển đổi khỏi các chữ ký mật mã hiện tại.

Satoshi Nakamoto có bị ảnh hưởng bởi máy tính lượng tử?

Các bitcoin được cho là thuộc về Satoshi Nakamoto thường được nhắc đến trong thảo luận về rủi ro lượng tử vì một lượng lớn BTC nằm trong các địa chỉ có khóa công khai đã được biết. Tuy nhiên, việc một máy tính lượng tử có thể chiếm quyền kiểm soát số BTC này hay không vẫn phụ thuộc vào năng lực thực tế của công nghệ lượng tử trong tương lai.

Ethereum có dễ chuyển sang công nghệ hậu lượng tử hơn Bitcoin không?

Không thể kết luận đơn giản như vậy. Ethereum có kế hoạch và nhóm chuyên trách về hậu lượng tử, nhưng phải phối hợp với một hệ sinh thái ứng dụng, ví và người dùng rất lớn. Bitcoin lại có những thách thức riêng liên quan đến khả năng thay đổi giao thức và các đồng coin nằm trong những địa chỉ cũ.